RU2285155C1 - Oil-well pumping unit - Google Patents
Oil-well pumping unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285155C1 RU2285155C1 RU2005128771/06A RU2005128771A RU2285155C1 RU 2285155 C1 RU2285155 C1 RU 2285155C1 RU 2005128771/06 A RU2005128771/06 A RU 2005128771/06A RU 2005128771 A RU2005128771 A RU 2005128771A RU 2285155 C1 RU2285155 C1 RU 2285155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- submersible
- well
- sensors
- pump
- instrument module
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области насосостроения, а именно к скважинным погружным насосным установкам, предназначенным предпочтительно для эксплуатации в нефтегазодобывающей промышленности.The invention relates to the field of pump engineering, namely to borehole submersible pumping units, preferably intended for use in the oil and gas industry.
Известна насосная установка, содержащая установленные в скважинах погружные центробежные насосные агрегаты с кабелями питания их электродвигателей, преобразователь частоты напряжения, датчики параметров состояния каждой скважины и ее насосного агрегата, подключенные к системе измерения и формирования сигналов управления электродвигателями, коммутирующие устройства для связи кабелей питания электродвигателей с промысловой электросетью и преобразователем частоты напряжения, блок определения оптимальной последовательности воздействий сигналами управления (см. патент RU №2050472, кл. F 04 D 15/00, F 04 D 13/10, опубл. 20.12.1995).A known pump installation containing submersible centrifugal pump units installed in wells with power cables for their electric motors, a voltage frequency converter, state parameters sensors for each well and its pump unit, connected to a system for measuring and generating control signals of electric motors, switching devices for connecting power cables of electric motors with field network and voltage frequency converter, optimal sequence determination unit Corollary control signals (See. Patent RU №2050472, cl. F 04 D 15/00, F 04 D 13/10, publ. 20.12.1995).
Однако используемая в данной установке система измерения и формирования сигналов управления электродвигателями обеспечивает управление электронасосными агрегатами только по предварительно определенному заданию без привязки к изменяемым в реальном времени параметрам системы "пласт-скважина-погружной насос" и призабойной зоны пласта. Данное устройство не обеспечивает оптимальный режим работы скважин и качество переходных процессов при переключении питания электронасосных агрегатов.However, the system for measuring and generating electric motor control signals used in this installation provides control of electric pump units only according to a predetermined task without reference to the parameters of the formation-well-submersible pump system and the bottom-hole formation zone that can be changed in real time. This device does not provide the optimal mode of operation of the wells and the quality of transients when switching the power of electric pump units.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная насосная установка, содержащая установленные в скважине на колонне труб погружной насос, погружной электродвигатель, пропущенный вдоль колонны труб электрический силовой кабель, подключенный на поверхности к станции управления работой погружного электродвигателя, и погружной приборный модуль с датчиками параметров состояния скважины и устройством преобразования сигналов датчиков, например датчиками давления и температуры (см. патент RU №2256065, опубл. 10.07.2005).The closest to the invention in terms of technical essence and the achieved result is a downhole pump installation comprising a submersible pump installed in a well on a pipe string, a submersible motor, an electric power cable passed along the pipe string, connected to the surface of the submersible motor operation control station, and a submersible instrument module with sensors of well condition parameters and a device for converting sensor signals, for example, pressure and temperature sensors (see Pat. nt RU №2256065, publ. 10.07.2005).
В данном устройстве достигнуто повышение качества регулирования погружного электронасосного агрегата на заданные показатели производительности, сокращение времени переходных процессов, снижение нагрузки на электронасосный агрегат и затрат электроэнергии за счет учета реальных динамических характеристик системы "пласт-скважина-погружной насос". Однако размещение датчиков ниже погружного насоса и погружного электродвигателя не дает возможности уловить момент снижения уровня откачиваемой из скважины среды ниже погружного насоса. В результате это снижение уровня откачиваемой среды приведет к перегреву электродвигателя и выходу из строя насосной установки.This device has achieved an improvement in the quality of regulation of a submersible electric pump unit for specified performance indicators, a reduction in transient times, a reduction in the load on the electric pump unit and energy costs by taking into account the real dynamic characteristics of the formation-well-submersible pump system. However, placing the sensors below the submersible pump and the submersible electric motor does not make it possible to catch the moment of decrease in the level of the medium pumped out of the well below the submersible pump. As a result, this decrease in the level of the pumped medium will lead to overheating of the electric motor and failure of the pump unit.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является предотвращение снижения уровня откачиваемой среды ниже насоса и электродвигателя.The problem to which the present invention is directed is to prevent a decrease in the level of pumped medium below the pump and the electric motor.
Техническим результатом, достигаемым в настоящем изобретении, является повышение надежности работы скважинной насосной установки.The technical result achieved in the present invention is to increase the reliability of a well pump installation.
Указанный технический результат достигается, а техническая задача решается за счет того, что скважинная насосная установка содержит установленные в скважине на колонне труб погружной насос, погружной электродвигатель, пропущенный вдоль колонны труб электрический силовой кабель, подключенный на поверхности к станции управления работой погружного электродвигателя, и погружной приборный модуль с датчиками параметров состояния скважины и устройством преобразования сигналов датчиков, например датчиками давления и температуры, причем погружной приборный модуль с датчиками параметров состояния скважины и устройством преобразования сигналов датчиков установлен на колонне труб выше погружного насоса в выполненном на колонне труб герметичном приборном отсеке, на внешней поверхности которого установлено герметичное электрораспределительное устройство, посредством которого силовой кабель подключен к погружному электродвигателю и к погружному блоку телеметрии.The specified technical result is achieved, and the technical problem is solved due to the fact that the well pump installation includes a submersible pump installed in the well on the pipe string, an electric motor, an electric power cable passed along the pipe string, connected to the surface of the submersible motor operation control station, and an electric submersible an instrument module with sensors of well condition parameters and a device for converting sensor signals, for example, pressure and temperature sensors, wherein a circular instrument module with sensors of well condition parameters and a device for converting sensor signals is mounted on a pipe string above the submersible pump in a sealed instrument compartment made on the pipe string, on the outer surface of which a sealed electrical distribution device is installed, through which the power cable is connected to the submersible motor and to the submersible block telemetry.
Анализ работы скважинных насосных агрегатов показал, что размещение датчиков давления и температуры ниже погружного насоса приводит к снижению надежности работы скважинной насосной установки.An analysis of the operation of downhole pumping units showed that the placement of pressure and temperature sensors below the submersible pump reduces the reliability of the downhole pumping unit.
Выполнение скважинной насосной установки с погружным приборным модулем, включающим датчики параметров состояния скважины и устройство преобразования сигналов датчиков, установленным на колонне труб выше погружного насоса и установленным в герметичном приборном отсеке, расположенном на колонне труб, а также расположение электрического силового кабеля с внешней стороны колонны труб и снабжение установки герметичным электрораспределительным устройством, расположенным с внешней стороны относительно приборного отсека, позволяет решить одновременно несколько проблем, решение которых позволило повысить надежность работы и упростить эксплуатацию скважинной насосной установки.The implementation of a downhole pump installation with a submersible instrument module, including sensors for the parameters of the state of the well and a device for converting sensor signals installed on the pipe string above the submersible pump and installed in a sealed instrument compartment located on the pipe string, as well as the location of the electric power cable on the outside of the pipe string and supplying the installation with a sealed electrical distribution device located on the outside relative to the instrument compartment, allows you to decide There are several problems at the same time, the solution of which made it possible to increase the reliability of operation and simplify the operation of a well pumping unit.
Описанная выше компоновка позволит приостановить работу установки при снижении уровня откачиваемой из скважины среды ниже погружного насоса. Как следствие, предотвращается перегрев электродвигателя и холостая работа погружного насоса.The arrangement described above will allow to suspend the operation of the installation while lowering the level of the medium pumped out of the well below the submersible pump. As a result, overheating of the electric motor and idle operation of the submersible pump are prevented.
Герметичное электрораспеределительное устройство, размещенное на колонне труб, позволяет упростить монтаж и обслуживание электрооборудования.A sealed electrical distribution device located on the pipe string allows for easier installation and maintenance of electrical equipment.
На станцию управления поступает реальная информация о параметрах среды, которую погружной насос подает по колонне труб на поверхность.The control station receives real information on the environmental parameters, which the submersible pump delivers through the pipe string to the surface.
На чертеже представлена схематически скважинная насосная установка.The drawing shows a schematic borehole pumping unit.
Скважинная насосная установка содержит установленные в скважине на колонне труб 1 погружной насос 2, расположенный под ним погружной электродвигатель 3, пропущенный вдоль колонны труб 1 электрический силовой кабель 4, подключенный на поверхности к станции управления 5 работой погружного электродвигателя 3, и погружной приборный модуль 6 с датчиками параметров состояния скважины и устройствами преобразования сигналов датчиков, например датчиками давления и температуры. Погружной приборный модуль 6 с датчиками параметров состояния скважины и устройствами преобразования сигналов датчиков установлен на колонне труб 1 выше погружного насоса 2 и выполнен в герметичном приборном отсеке, на внешней поверхности которого установлено герметичное электрораспределительное устройство 7, посредством которого силовой кабель 4 подключен к погружному электродвигателю 3 и к погружному блоку телеметрии 6.The downhole pump installation comprises a submersible pump 2 installed in a borehole on a pipe string 1, a submersible electric motor 3 located below it, an electric power cable 4 passed along the pipe string 1, connected to the surface of the submersible motor 3 operation control station 5, and a submersible instrument module 6 s sensors of well condition parameters and sensor signal conversion devices, for example, pressure and temperature sensors. A submersible instrument module 6 with sensors of well condition parameters and signal conversion devices is installed on the pipe string 1 above the submersible pump 2 and is made in a sealed instrument compartment, on the outer surface of which a sealed electrical distribution device 7 is installed, by means of which the power cable 4 is connected to the submersible motor 3 and to the submersible telemetry unit 6.
Источником скважинной жидкости является продуктивный пласт (не показан на чертеже), сообщение с которым осуществляется через перфорационные отверстия в обсадной колонне 8 скважины. Основными параметрами работы погружного насоса 2, например центробежного, и погружного приводного электродвигателя 3, образующих погружной электронасосный агрегат, являются производительность QЖ (м3/сут), развиваемый напор Н (м вод.ст.), а также наличие на приеме насоса 2 давления не ниже заданного значения при различных частотах на выходе преобразователя частоты напряжения (если он имеется в составе станции управления 5).The source of the borehole fluid is a reservoir (not shown in the drawing), communication with which is carried out through perforations in the casing 8 of the well. The main operating parameters of a submersible pump 2, for example, a centrifugal pump, and a submersible drive motor 3, forming a submersible electric pump unit, are the capacity Q Ж (m 3 / day), the developed head N (m water column), as well as the presence of pump 2 pressure not lower than the set value at different frequencies at the output of the voltage frequency converter (if it is part of the control station 5).
Силовой кабель 4 служит как для подвода электроэнергии к погружному электродвигателю 3, так и для питания погружного приборного модуля 6 с датчиками параметров состояния скважины и устройствами преобразования сигналов датчиков и передачи данных на поверхность.The power cable 4 serves both for supplying electric power to the submersible electric motor 3, and for powering the submersible instrument module 6 with sensors of well condition parameters and devices for converting sensor signals and transmitting data to the surface.
Станция управления 5, как правило, включает встроенный контроллер и силовой трансформатор, что позволяет управлять работой и подавать питание на погружной электродвигатель 3, а также обрабатывать сигналы погружного блока телеметрии 6 и совместно с преобразователем частоты напряжения регулировать скорость вращения роторов погружного электродвигателя 3 и насоса 2.The control station 5, as a rule, includes an integrated controller and a power transformer, which allows you to control the operation and supply power to the submersible electric motor 3, as well as process the signals of the submersible telemetry unit 6 and, together with the voltage frequency converter, control the rotational speed of the rotors of the submersible electric motor 3 and pump 2 .
Жидкость из пласта через перфорационные отверстия поступает в обсадную колонну 8 скважины. Погружной электродвигатель 3 вращает ротор насоса 2. Далее жидкость по колонне труб 1 подается на поверхность. Электропитание погружного электродвигателя 3 осуществляется по силовому кабелю 4. Датчики погружного блока телеметрии 6 измеряют давление и температуру над насосом 2, а также другие необходимые параметры, например температуру, виброускорения в двух плоскостях корпуса электродвигателя 3, а также насоса 5 с учетом их жесткого соединения. Информационные сигналы от погружного приборного модуля 6 с датчиками параметров, состояния скважины и устройством преобразования сигналов датчиков подаются по силовому кабелю 4 на поверхность в станцию управления 5. Управление электропитанием станции управления 5 обеспечивает необходимую защиту от нештатных режимов по давлению и температуре в скважине, а также по току, напряжению, температуре погружного электродвигателя 3.The fluid from the reservoir through the perforations enters the casing 8 of the well. Submersible motor 3 rotates the rotor of the pump 2. Next, the liquid through the pipe string 1 is supplied to the surface. Power supply to the submersible electric motor 3 is carried out via the power cable 4. The sensors of the submersible telemetry unit 6 measure the pressure and temperature above the pump 2, as well as other necessary parameters, for example, temperature, vibration acceleration in two planes of the motor 3, and also pump 5, taking into account their rigid connection. Information signals from the submersible instrument module 6 with sensors of parameters, well condition and a device for converting sensor signals are supplied via a power cable 4 to the surface to the control station 5. The power management of control station 5 provides the necessary protection against abnormal conditions in pressure and temperature in the well, as well as current, voltage, submersible motor temperature 3.
Преобразователь частоты напряжения, если он установлен, регулирует и поддерживает заданный режим работы динамической системы ″пласт-скважина-погружной насос 2″ путем изменения производительности скважинной насосной установки в функции забойного давления скважины, соответствующей условию согласования характеристики истечения скважины, определяемой производительностью насоса 3 и характеристиками притока скважины по уровню жидкости в скважине.The voltage frequency converter, if installed, regulates and maintains the specified operating mode of the dynamic system “reservoir-well-submersible pump 2 ″ by changing the productivity of the downhole pump installation as a function of the bottomhole pressure of the well, corresponding to the condition for matching the characteristics of the flow of the well, determined by the capacity of the pump 3 and the characteristics well inflow by fluid level in the well.
Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для управления работой скважинных насосных установок.The present invention can be used in the oil and gas industry to control the operation of well pumping units.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005128771/06A RU2285155C1 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Oil-well pumping unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005128771/06A RU2285155C1 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Oil-well pumping unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2285155C1 true RU2285155C1 (en) | 2006-10-10 |
Family
ID=37435623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005128771/06A RU2285155C1 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Oil-well pumping unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2285155C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2370647C2 (en) * | 2007-09-24 | 2009-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Универсал-Сервис" | Method of hydro-dynamic survey in well equipped with electric-centrifugal pump installation |
| RU2380521C2 (en) * | 2007-09-11 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Белые ночи" | Method of oil withdrawal from high gas content well and electroloading equipment for it |
| CN104165135A (en) * | 2014-07-08 | 2014-11-26 | 中国石油天然气集团公司 | Electric submersible pump sensor oiling-free quick connecting device |
| RU2557556C2 (en) * | 2009-12-22 | 2015-07-27 | КСБ Акциенгезельшафт | Squirrel-cage rotor |
| EP2072829B2 (en) † | 2007-12-21 | 2017-12-20 | Grundfos Management A/S | Immersion pump |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3568771A (en) * | 1969-04-17 | 1971-03-09 | Borg Warner | Method and apparatus for lifting foaming crude by a variable rpm submersible pump |
| US4581613A (en) * | 1982-05-10 | 1986-04-08 | Hughes Tool Company | Submersible pump telemetry system |
| RU2050472C1 (en) * | 1991-12-23 | 1995-12-20 | Семченко Петр Тимофеевич | Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same |
| RU2256065C1 (en) * | 2004-01-22 | 2005-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЮКСиб" | Device for operation of electric down-pump in oil-gas well |
-
2005
- 2005-09-16 RU RU2005128771/06A patent/RU2285155C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3568771A (en) * | 1969-04-17 | 1971-03-09 | Borg Warner | Method and apparatus for lifting foaming crude by a variable rpm submersible pump |
| US4581613A (en) * | 1982-05-10 | 1986-04-08 | Hughes Tool Company | Submersible pump telemetry system |
| RU2050472C1 (en) * | 1991-12-23 | 1995-12-20 | Семченко Петр Тимофеевич | Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same |
| RU2256065C1 (en) * | 2004-01-22 | 2005-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЮКСиб" | Device for operation of electric down-pump in oil-gas well |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2380521C2 (en) * | 2007-09-11 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Белые ночи" | Method of oil withdrawal from high gas content well and electroloading equipment for it |
| RU2370647C2 (en) * | 2007-09-24 | 2009-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Универсал-Сервис" | Method of hydro-dynamic survey in well equipped with electric-centrifugal pump installation |
| EP2072829B2 (en) † | 2007-12-21 | 2017-12-20 | Grundfos Management A/S | Immersion pump |
| RU2557556C2 (en) * | 2009-12-22 | 2015-07-27 | КСБ Акциенгезельшафт | Squirrel-cage rotor |
| CN104165135A (en) * | 2014-07-08 | 2014-11-26 | 中国石油天然气集团公司 | Electric submersible pump sensor oiling-free quick connecting device |
| CN104165135B (en) * | 2014-07-08 | 2016-03-09 | 中国石油天然气集团公司 | Oiling Quick Connect Kit exempted from by submersible electric pump sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6695052B2 (en) | Technique for sensing flow related parameters when using an electric submersible pumping system to produce a desired fluid | |
| US9482078B2 (en) | Diffuser for cable suspended dewatering pumping system | |
| US8584761B2 (en) | Compact cable suspended pumping system for dewatering gas wells | |
| RU2465456C2 (en) | System and method to supply ac to downhole gauge | |
| CN105531480B (en) | The system and method without converters operation for electrodynamic pump | |
| CN112913119A (en) | motorized pump | |
| CN112889203A (en) | Motor pump | |
| US11555396B2 (en) | System and method for measuring discharge parameters relating to an electric submersible pump | |
| RU2050472C1 (en) | Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same | |
| RU2285155C1 (en) | Oil-well pumping unit | |
| US11795937B2 (en) | Torque monitoring of electrical submersible pump assembly | |
| RU2250357C2 (en) | Method for operating well by electric down-pump with frequency-adjusted drive | |
| RU2007133904A (en) | METHOD FOR OIL PUMPING OUT OF WELLS WITH LARGER GAS CONTENT AND ELECTRIC SHOWER INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU2265720C1 (en) | Electric generator to supply power to bottomhole telemetering system | |
| WO2017184158A1 (en) | Electric submersible pump hybrid telemetry system | |
| US20130199775A1 (en) | Monitoring Flow Past Submersible Well Pump Motor with Sail Switch | |
| RU15585U1 (en) | BOTTOM TELEMETRY SYSTEM | |
| RU2677313C1 (en) | Oil well operation method by the electric centrifugal pump unit | |
| US12104474B2 (en) | Electric submersible pump | |
| US12196063B2 (en) | Electric power generation by flow through electrical subsmersible pump (ESP) systems | |
| US20250217724A1 (en) | Computer-based systems configured to execute at least one high-power consuming module, systems including the same, and method of using the same | |
| RU214157U1 (en) | SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH SYNCHRONOUS COMPENSATOR AND INCREASED ELECTROMAGNETIC TORQUE OF SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR | |
| RU2298645C2 (en) | Method for oil production with the use of marginal wells | |
| RU2140524C1 (en) | Device for on-line control of operating conditions | |
| US20250084756A1 (en) | Determining electrical submersible pump lifetime expectancy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070917 |