RU95757U1

RU95757U1 - HYDRAULIC DRIVE OF A WELL PUMP UNIT

Info

Publication number: RU95757U1
Application number: RU2010107997/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Усок
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Пермская нефтяная инжиниринговая компания"
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2010-07-10

Abstract

1. Гидравлический привод скважинной насосной установки, содержащий приводной цилиндр, уравновешивающий тандемный цилиндр с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра с образованием замкнутого гидравлического контура, а вторая соединена через первый гидрораспределитель с первым насосом или сливом, и двух бесштоковых, одна из которых пневматическая, при этом бесштоковая полость приводного цилиндра соединена со сливом, отличающийся тем, что приводной цилиндр выполнен длинноходовым, а привод снабжен вторым уравновешивающим тандемным цилиндром с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра, а вторая соединена через второй гидрораспределитель со вторым насосом или сливом, и двух бесштоковых, одна из которых пневматическая. ! 2. Гидравлический привод по п.1, отличающийся тем, что соответствующие полости первого и второго тандемного цилиндров соединены между собой. ! 3. Гидравлический привод по п.1, отличающийся тем, что каждый уравновешивающий тандемный цилиндр выполнен в виде отдельного модуля. 1. The hydraulic drive of the well pump installation, comprising a drive cylinder, balancing a tandem cylinder with a jumper and a rod with pistons at its ends, installed with the formation of four cavities - two rod, one of which is connected to the rod cavity of the drive cylinder with the formation of a closed hydraulic circuit, and the second is connected through the first valve with the first pump or drain, and two rodless, one of which is pneumatic, while the rodless cavity of the drive cylinder is connected Helen with drain, characterized in that the drive cylinder is made of long-stroke, and the drive is equipped with a second balancing tandem cylinder with a jumper and a rod with pistons at its ends installed with the formation of four cavities - two rod, one of which is connected to the rod cavity of the drive cylinder, and the second is connected through a second valve with a second pump or drain, and two rodless, one of which is pneumatic. ! 2. The hydraulic drive according to claim 1, characterized in that the corresponding cavities of the first and second tandem cylinders are interconnected. ! 3. The hydraulic drive according to claim 1, characterized in that each balancing tandem cylinder is made as a separate module.

Description

Полезная модель относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, включающим гидравлические или пневматические средства, и может быть использована для приведения в действие скважинного штангового насоса, предназначенного для подъема жидкостей из больших глубин при обеспечении большой длины хода.The invention relates to hydraulic volume displacement machines, including hydraulic or pneumatic means, and can be used to actuate a borehole sucker rod pump designed to lift liquids from great depths while providing a long stroke length.

Известны:Known:

длинноходовой станок-качалка (пат SU №1541408, МПК⁵ F04B 47/02, опубл. 07.02;1990 г.) содержащая станок-качалку, канатная подвеска которой соединена с полированным штоком, соединенным с плунжером насоса, установленного в скважине;a long-stroke rocking machine (US Pat. No. 1541408, IPC ⁵ F04B 47/02, published 07.02; 1990) comprising a rocking machine, the cable suspension of which is connected to a polished rod connected to a plunger of a pump installed in the well;

длинноходовая глубинно-насосная установка (пат RU №2189498, МПК⁷ F04B 47/02, опубл. 20.09.2002 г.), содержащая фундамент, реверсивный наземный привод, барабан, гибкий тяговый орган, соединенный с плунжером насоса.long-stroke deep-well pumping unit (US Pat. No. 2189498, IPC ⁷ F04B 47/02, published September 20, 2002) containing a foundation, a reversible ground drive, a drum, a flexible traction unit connected to a pump plunger.

Недостатками таких установок являются большие габариты и металлоемкость конструкций, а также - сложность установки фундамента, монтажа на громоздком фундаменте и обслуживания.The disadvantages of such installations are the large size and metal consumption of the structures, as well as the difficulty of installing the foundation, installation on a bulky foundation and maintenance.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является гидравлический привод подъемного устройства (пат RU №2303711, МПК (2006.01) F04B 47/04, опубл. 10.02.2007 г.), содержащий приводной цилиндр, уравновешивающий тандемный цилиндр с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра с образованием замкнутого гидравлического контура, а вторая соединена через первый гидрораспределитель с первым насосом или сливным гидробаком, и двух бесштоковых, одна из которых - пневматическая, при этом бесштоковая полость приводного цилиндра соединена со сливным гидробаком.Closest to the claimed and adopted as a prototype is the hydraulic drive of the lifting device (Pat RU No. 2303711, IPC (2006.01) F04B 47/04, published 10.02.2007), comprising a drive cylinder balancing the tandem cylinder with a jumper and a rod with pistons at its ends, installed with the formation of four cavities - two rod, one of which is connected to the rod cavity of the drive cylinder with the formation of a closed hydraulic circuit, and the second is connected through the first valve to the first pump or drain g an idle tank, and two rodless, one of which is pneumatic, while the rodless cavity of the drive cylinder is connected to the drain tank.

Такой привод имеет меньшие габариты и металлоемкость, более удобен при монтаже и в обслуживании при эксплуатации. Однако он имеет ограниченные возможности, так как не обеспечивает большой длины хода плунжера скважинного насоса.Such a drive has smaller dimensions and metal consumption, is more convenient during installation and maintenance during operation. However, it has limited capabilities, as it does not provide a long stroke for the plunger of the well pump.

Задачей предлагаемой полезной модели является расширение возможностей привода за счет обеспечения возможности его использования как для приведения в действие скважинных насосов с большой длиной хода плунжера, так и сохранение возможности приведения в действие скважинных насосов с обычной длиной хода плунжера.The objective of the proposed utility model is to expand the capabilities of the drive by providing the possibility of its use both for actuating well pumps with a long stroke of the plunger, and maintaining the possibility of actuating well pumps with a normal stroke of the plunger.

Для решения поставленной задачи усовершенствуется гидравлический привод скважинной насосной установки, содержащий приводной цилиндр, уравновешивающий тандемный цилиндр с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра с образованием замкнутого гидравлического контура, а вторая соединена через первый гидрораспределитель с первым насосом или сливным гидробаком, и двух бесштоковых, одна из которых - пневматическая, при этом бесштоковая полость приводного цилиндра соединена со сливным гидробаком.To solve the problem, the hydraulic drive of the downhole pumping unit is improved, containing a drive cylinder balancing the tandem cylinder with a jumper and a rod with pistons at its ends, which are established with the formation of four cavities - two rod, one of which is connected to the rod cavity of the drive cylinder with the formation of a closed hydraulic circuit, and the second is connected through the first valve with the first pump or drain tank, and two rodless, one of which is pneumatic eskaya, the rodless chamber of the drive cylinder is connected with a drain tank.

Это усовершенствование состоит в том, что приводной цилиндр выполнен длинноходовым, а привод снабжен вторым уравновешивающим тандемным цилиндром с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра, а вторая соединена через второй гидрораспределитель со вторым насосом или сливным гидробаком, и двух бесштоковых, одна из которых - пневматическая.This improvement consists in the fact that the drive cylinder is made of a long-stroke one, and the drive is equipped with a second balancing tandem cylinder with a jumper and a rod with pistons at its ends installed with the formation of four cavities - two rod cavities, one of which is connected to the rod cavity of the drive cylinder, and the second connected through a second valve with a second pump or drain tank, and two rodless, one of which is pneumatic.

Такое выполнение привода позволяет обеспечить возможность увеличения длины хода поршня приводного цилиндра за счет увеличения объема рабочей жидкости, подаваемой в штоковую полость приводного цилиндра одновременно из полостей двух уравновешивающих тандемных цилиндров. При этом сохраняется возможность приведения в действие скважинных насосов с обычной длиной хода плунжера при работе только одного уравновешивающего тандемного цилиндра.This embodiment of the drive makes it possible to increase the length of the piston stroke of the drive cylinder by increasing the volume of the working fluid supplied to the rod cavity of the drive cylinder simultaneously from the cavities of two balancing tandem cylinders. At the same time, it remains possible to actuate borehole pumps with the usual plunger stroke length when only one balancing tandem cylinder is operating.

Кроме того, соответствующие полости первого и второго тандемного цилиндров соединены между собой, что позволяет синхронизировать работу уравновешивающих тандемных цилиндров.In addition, the corresponding cavities of the first and second tandem cylinders are interconnected, which allows you to synchronize the work of the balancing tandem cylinders.

Кроме того, каждый уравновешивающий тандемный цилиндр может быть выполнен в виде отдельного модуля, что упрощает монтаж привода и его переналадку на работу в обычном режиме и в режиме длинноходового.In addition, each balancing tandem cylinder can be made in the form of a separate module, which simplifies the installation of the drive and its readjustment to work in normal mode and in long-stroke mode.

Полезная модель поясняется чертежами, где изображен заявляемый привод.The utility model is illustrated by drawings, which depict the inventive drive.

Гидравлический привод скважинной насосной установки содержит приводной цилиндр 1, уравновешивающий тандемный цилиндр 2 с перемычкой 3 и штоком 4 с поршнями 5 и 6 на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых 7 и 8 и двух бесштоковых 9 и 10. Полость 7 соединена со штоковой полостью 11 приводного цилиндра 1 с образованием замкнутого гидравлического контура, а полость 8 соединена через первый гидрораспределитель 12 с первым насосом 13 или сливным гидробаком 14. В приведенном варианте гидрораспределитель 13 выполнен в виде четырех трехпозиционных гидрораспределителей, подключенных в схему параллельно, что позволяет изменять время реверса штока рабочего цилиндра и обеспечить торможение в конце его хода для повышения надежности привода. Бесштоковая полость 9 соединена с ресивером 15. Бесштоковая полость 16 приводного цилиндра 1 соединена со сливным гидробаком 14. Приводной цилиндр 1 выполнен длинноходовым. Привод снабжен вторым уравновешивающим тандемным цилиндром 16 с перемычкой 17 и штоком 18 с поршнями 19 и 20 на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых 21 и 22 и двух бесштоковых 23 и 24. Полость 21 соединена со штоковой полостью 11 приводного цилиндра, а полость 22 соединена через второй гидрораспределитель 25 с вторым насосом 26 или вторым сливным гидробаком 27. В приведенном варианте гидрораспределитель 25 выполнен в виде четырех трехпозиционных гидрораспределителей, подключенных в схему параллельно, что позволяет изменять время реверса штока рабочего цилиндра и обеспечить торможение в конце его хода для повышения надежности привода. Полость 23 соединена с ресивером 28. Бесштоковые полости 10 и 24 первого 2 и второго 16 тандемных цилиндров соединены между собой трубопроводом 29, а штоковые полости 8 и 22 первого 2 и второго 16 тандемных цилиндров соединены между собой трубопроводом 30. Пневматическая полость 9 первого тандемного цилиндра 2 соединена с пневматической полостью 23 второго тандемного цилиндра 16. В приведенном варианте уравновешивающие тандемные цилиндры 2 и 16 выполнен в виде отдельных модулей 31 и 32. Позицией 33 обозначен поршень приводного цилиндра 1, позицией 34 - шток.The hydraulic drive of the downhole pump installation includes a drive cylinder 1, balancing the tandem cylinder 2 with a jumper 3 and a rod 4 with pistons 5 and 6 at its ends, installed with the formation of four cavities - two rod 7 and 8 and two rodless 9 and 10. The cavity 7 is connected with the rod cavity 11 of the drive cylinder 1 with the formation of a closed hydraulic circuit, and the cavity 8 is connected through the first valve 12 to the first pump 13 or drain tank 14. In the above embodiment, the valve 13 is made in the form four three-position control valves connected in parallel to the circuit, which allows changing the reverse time of the working cylinder rod and providing braking at the end of its stroke to increase the reliability of the drive. Rodless cavity 9 is connected to the receiver 15. Rodless cavity 16 of the drive cylinder 1 is connected to the drain tank 14. The drive cylinder 1 is made long-stroke. The drive is equipped with a second balancing tandem cylinder 16 with a jumper 17 and a rod 18 with pistons 19 and 20 at its ends, installed with the formation of four cavities - two rod 21 and 22 and two rodless 23 and 24. The cavity 21 is connected to the rod cavity 11 of the drive cylinder, and the cavity 22 is connected through a second valve 25 to a second pump 26 or a second drain tank 27. In the above embodiment, the valve 25 is made in the form of four three-position valves, connected in parallel, which allows change the reverse time of the working cylinder rod and provide braking at the end of its stroke to increase the reliability of the drive. The cavity 23 is connected to the receiver 28. Rodless cavities 10 and 24 of the first 2 and second 16 tandem cylinders are connected by a pipe 29, and the rod cavities 8 and 22 of the first 2 and second 16 tandem cylinders are connected by a pipe 30. Pneumatic cavity 9 of the first tandem cylinder 2 is connected to the pneumatic cavity 23 of the second tandem cylinder 16. In the above embodiment, the balancing tandem cylinders 2 and 16 are made in the form of separate modules 31 and 32. Position 33 indicates the piston of the drive cylinder 1, position 34 stands for the rod.

Гидравлический привод скважинной насосной установки работает следующим образом.The hydraulic drive of the downhole pumping unit operates as follows.

Приводной цилиндр 1 устанавливают над устьем скважины, а его шток 34 соединяют муфтой 35 с колоннами штанг скважинного насоса (на чертежах не показаны). Модули 31 и 32 монтируют на поверхности земли, а их элементы согласно гидравлической схеме соединяют с приводным цилиндром 1 и между собой для работы в режиме длинноходового привода. В процессе работы происходит синхронная подача рабочей жидкости от насосов 13 и 26 в штоковые полости 8 и 22 уравновешивающих тандемных цилиндров 2 и 16. Под действием рабочей жидкости, перемещаются поршни 5 и 6 19 и 20 соответствующих уравновешивающих тандемных цилиндров 2 и 16. При этом из полостей 7 и 21 рабочая жидкость подается в штоковую полость 11 приводного цилиндра 1, обеспечивая перемещение его поршня 33 и штока 34, соединенного с колонной штанг скважинного насоса. При достижении поршнем 33 крайнего верхнего положения срабатывает переключатель (не показан), переводя гидрораспределители 12 и 25 в положение, при котором рабочая жидкость от насосов 13 и 26 поступает в бесштоковые полости 10 и 24 соответствующих уравновешивающих тандемных цилиндров 2 и 16, перемещая поршни 5 и 6 цилиндра 2 и поршни 19 и 20 цилиндра 16, сжимая газ в полостях 9 и 23. При этом Рабочая жидкость из штоковой полости 11 приводного цилиндра 1 по трубопроводу перетекает в штоковые полости 7 и 21 уравновешивающих тандемных цилиндров 2 и 16, не препятствуя поршню 32 перемещаться вниз под действием собственного веса и веса штока 33 и связанной с ним колонны штанг скважинного насоса.The drive cylinder 1 is installed above the wellhead, and its rod 34 is connected by a sleeve 35 to the columns of the rods of the downhole pump (not shown in the drawings). Modules 31 and 32 are mounted on the surface of the earth, and their elements, according to the hydraulic circuit, are connected to the drive cylinder 1 and to each other for operation in the long-stroke drive mode. In the process, there is a synchronous supply of working fluid from pumps 13 and 26 to the rod cavities 8 and 22 of the balancing tandem cylinders 2 and 16. Under the action of the working fluid, the pistons 5 and 6 19 and 20 of the corresponding balancing tandem cylinders 2 and 16 are moved. cavities 7 and 21, the working fluid is supplied to the rod cavity 11 of the drive cylinder 1, providing movement of its piston 33 and the rod 34 connected to the column of rods of the downhole pump. When the piston 33 reaches its extreme upper position, a switch (not shown) is actuated, moving the control valves 12 and 25 to the position in which the working fluid from the pumps 13 and 26 enters the rodless cavities 10 and 24 of the corresponding balancing tandem cylinders 2 and 16, moving the pistons 5 and 6 of cylinder 2 and pistons 19 and 20 of cylinder 16, compressing gas in cavities 9 and 23. Moreover, the working fluid from the rod cavity 11 of the drive cylinder 1 flows through the pipeline into the rod cavities 7 and 21 of the balancing tandem cylinders 2 and 16, not yn piston 32 to move downward under its own weight and the weight of the rod 33 and the associated column downhole pump rods.

Предлагаемый привод может быть использован для приведения в действие насоса с обычной длиной хода. Для этого с приводным цилиндром 1 соединяют только один модуль 31 или 32 с уравновешивающим тандемным цилиндром.The proposed drive can be used to drive a pump with a normal stroke length. For this, only one module 31 or 32 is connected to the drive cylinder 1 with a balancing tandem cylinder.

Таким образом, использование предлагаемого гидравлического привода обеспечивает возможность его использования как для приведения в действие скважинных насосов с большой длиной хода плунжера, так и для приведения в действие скважинных насосов с обычной длиной хода плунжера.Thus, the use of the proposed hydraulic actuator provides the possibility of its use both for driving borehole pumps with a long stroke of the plunger, and for driving borehole pumps with a normal stroke of the plunger.

Claims

1. The hydraulic drive of the well pump installation, comprising a drive cylinder, balancing a tandem cylinder with a jumper and a rod with pistons at its ends, installed with the formation of four cavities - two rod, one of which is connected to the rod cavity of the drive cylinder with the formation of a closed hydraulic circuit, and the second is connected through the first valve with the first pump or drain, and two rodless, one of which is pneumatic, while the rodless cavity of the drive cylinder is connected Helen with drain, characterized in that the drive cylinder is made of long-stroke, and the drive is equipped with a second balancing tandem cylinder with a jumper and a rod with pistons at its ends installed with the formation of four cavities - two rod, one of which is connected to the rod cavity of the drive cylinder, and the second is connected through a second valve with a second pump or drain, and two rodless, one of which is pneumatic.

2. The hydraulic drive according to claim 1, characterized in that the corresponding cavities of the first and second tandem cylinders are interconnected.

3. The hydraulic drive according to claim 1, characterized in that each balancing tandem cylinder is made in the form of a separate module.