RU2347947C1 - Deep-well pump unit - Google Patents
Deep-well pump unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347947C1 RU2347947C1 RU2007133133/06A RU2007133133A RU2347947C1 RU 2347947 C1 RU2347947 C1 RU 2347947C1 RU 2007133133/06 A RU2007133133/06 A RU 2007133133/06A RU 2007133133 A RU2007133133 A RU 2007133133A RU 2347947 C1 RU2347947 C1 RU 2347947C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screw
- housing
- rod
- nut
- oil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины.The invention relates to the field of pumping equipment and can be used to lift liquids from great depths.
Известен скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, соединенный с масляным насосом, снабженным масляным баком с компенсатором объема. Масляный насос обеспечивает привод гидродвигателя, обеспечивающего преобразование вращения электродвигателя в возвратно-поступательное движение поршня насоса, снабженного всасывающим и нагнетательным клапанами [Патент РФ №2166668 от 2001.04.05].Known borehole electrohydraulic pump unit containing a submersible motor connected to an oil pump equipped with an oil tank with volume compensator. The oil pump provides a hydraulic motor drive that converts the rotation of the electric motor into reciprocating motion of the piston of the pump equipped with suction and discharge valves [RF Patent No. 2166668 of 2001.04.05].
Насосный агрегат имеет следующие недостатки:The pump unit has the following disadvantages:
- низкую надежность, обусловленную наличием двух дополнительных сложных агрегатов: масляного насоса и гидродвигателя;- low reliability due to the presence of two additional complex units: oil pump and hydraulic motor;
- низкий КПД и производительность, связанные со значительным гидравлическим сопротивлением этих агрегатов при прокачке масла под высоким давлением и большими потерями на трение.- low efficiency and productivity associated with significant hydraulic resistance of these units when pumping oil under high pressure and large friction losses.
Известен также наземный привод штангового насоса, содержащий электродвигатель, кинематически связанный с двухходовым винтом передачи винт-гайка. При вращении винта гайка, соединенная со штангами, совершает возвратно-поступательные движения в осевом направлении по вертикальной направляющей [Патент РФ №2133875 от 1999.07.27].Also known is a surface drive of a sucker rod pump containing an electric motor kinematically connected to a two-way screw-nut transmission screw. When the screw rotates, the nut connected to the rods makes reciprocating movements in the axial direction along the vertical guide [RF Patent No. 2133875 from 1999.07.27].
Недостатком привода является быстрый износ и небольшой срок службы передачи винт-гайка скольжения и низкий КПД вследствие высоких потерь на трение.The disadvantage of the drive is its rapid wear and short transmission life of the screw-nut slip and low efficiency due to high friction losses.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является наземный привод скважинного плунжерного насоса, содержащий по меньшей мере два установленных параллельно шарико-винтовых привода штанг от реверсивного электродвигателя. Гайки привода, соединенные траверсой с полированным штоком, совершают возвратно-поступательное движение. Винты соединены с электродвигателем и защищены от окружающей среды гофрированными эластичными оболочками. В верхней и нижней точках корпуса установлены концевые выключатели для переключения реверса электродвигателя, а также выключатели аварийного снятия напряжения [Патент США №5404767 от 1995.01.05]. Недостатки привода следующие:The closest technical solution (prototype) is a surface drive of a borehole plunger pump containing at least two parallel-mounted ball-screw drive rods from a reversible electric motor. The drive nuts connected by a traverse to a polished rod perform a reciprocating motion. The screws are connected to the electric motor and protected from the environment by corrugated elastic shells. At the upper and lower points of the housing, limit switches are installed to switch the reverse of the electric motor, as well as emergency voltage relief switches [US Patent No. 5,405,767 of 1995.01.05]. The disadvantages of the drive are as follows:
1. Габариты привода, состоящего из двух и более параллельных шарико-винтовых передач и траверсы, не позволяют его использовать в погружном варианте.1. The dimensions of the drive, consisting of two or more parallel ball-screw gears and crosshead, do not allow it to be used in the submersible version.
2. Недостаточная герметизация шарико-винтового привода, которая делает его неработоспособным погруженным в скважину.2. Insufficient sealing of the ball screw drive, which makes it inoperative submerged in the well.
3. Использование концевых выключателей для управления реверсом двигателя и аварийного отключения в условиях скважины связано с прокладной отдельной кабельной линии, снижающей надежность агрегата в целом.3. The use of limit switches to control engine reverse and emergency shutdown in well conditions is associated with a separate cable line laying, which reduces the reliability of the unit as a whole.
Задачей изобретения является повышение надежности работы погружного насосного агрегата и расширение области его применение.The objective of the invention is to increase the reliability of the submersible pump unit and expand the scope of its application.
Для решения поставленной задачи в погружном насосном агрегате, включающем корпус, эластичную оболочку, реверсивный электродвигатель, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штангой привода насоса, согласно изобретению штанга уплотнена в корпусе и связана с гайкой посредством полого штока, охватывающего винт и входящего с ним в подвижное соединение, а внутренние полости корпуса и эластичной оболочки заполнены маслом, причем наружная поверхность оболочки сообщается с полостью скважины, а на винте и полом штоке установлены демпферы, при этом полый шток располагается в маслозаполненной эластичной оболочке.To solve the problem in a submersible pump unit, comprising a housing, an elastic shell, a reversible electric motor, the drive shaft of which is connected to a screw-rolling nut transmission screw located in a movable connection with the housing and connected to the pump drive rod, according to the invention, the rod is sealed in the housing and connected to the nut by means of a hollow rod that encloses the screw and enters into the movable connection with it, and the internal cavities of the body and elastic shell are filled with oil, and the outer surface bolochki hole communicates with the cavity and on the screw rod and dampers installed floor, wherein a hollow stem located in the oil-filled elastic shell.
Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, за счет соосного расположения передачи винт-гайка качения, заключенной в маслозаполненную герметичную полость, включающую по меньшей мере одну эластичную оболочку, обеспечивающую равновесие давления масла в корпусе с давлением в скважине, и двух демпферов, обеспечивающих при их взаимодействии с гайкой увеличение силы тока электродвигателя, сигнализирующей о необходимости реверса или аварийного отключения.These signs can eliminate the disadvantages inherent in the prototype due to the coaxial arrangement of the screw-nut rolling gear enclosed in an oil-filled sealed cavity, including at least one elastic shell, ensuring the balance of oil pressure in the housing with the pressure in the well, and two dampers, which ensure their interaction with the nut increases the current strength of the electric motor, signaling the need for reverse or emergency shutdown.
Нам не известны устройства, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого устройства требованиям, предъявляемым к изобретениям.We are not aware of devices having a combination of the above characteristics, which means that the proposed device meets the requirements for inventions.
На фиг.1 и 2 схематично изображен скважинный насосный агрегат.Figure 1 and 2 schematically shows a downhole pumping unit.
Насосный агрегат содержит маслозаполненный корпус 1, соединенный с реверсивным электродвигателем 2, снабженным гидрозащитой. Электродвигатель 2 соединен кабелем со станцией управления, установленной на поверхности (не показаны). Вал 3 электродвигателя 2 через промежуточный вал 4 соединен соосно с передачей 5 винт 6 - гайка 7 качения. Гайка 7 посредством выступов 8 входит в подвижное соединение с пазами 9, выполненными в корпусе 1, обеспечивая продольное перемещение гайки 7 и соединенного с ней соосного полого штока 10, перемещающегося снаружи винта 6. Промежуточный вал 4 установлен внутри маслозаполненной эластичной оболочки 11, полость которой сообщается с полостью корпуса 1, а внешняя поверхность - с полостью скважины. В нижней части винта 6 установлен нижний демпфер 12. В верхней части полого штока 10 установлен верхний демпфер 13. Демпферы 12 и 13 выполнены в виде пружин.The pump unit contains an oil-filled housing 1 connected to a reversible electric motor 2 provided with a hydraulic protection. The electric motor 2 is connected by a cable to a control station mounted on a surface (not shown). The shaft 3 of the electric motor 2 through the intermediate shaft 4 is connected coaxially with the transmission 5 screw 6 - nut 7 rolling. The nut 7 through the protrusions 8 enters into a movable connection with the grooves 9 made in the housing 1, providing longitudinal movement of the nut 7 and the coaxial hollow rod 10 connected to it, moving outside the screw 6. The intermediate shaft 4 is installed inside the oil-filled elastic shell 11, the cavity of which is connected with a body cavity 1, and the outer surface with a well cavity. The lower damper 12 is installed in the lower part of the screw 6. The upper damper 13 is installed in the upper part of the hollow rod 10. The dampers 12 and 13 are made in the form of springs.
Нижняя часть эластичной оболочки 11 герметизирована кольцевым уплотнением 14. Полый шток 10 соединен полированной штангой 15 с насосом 16, имеющим впускные отверстия 17. Штанга 15 уплотнена в корпусе 1 кольцевым уплотнением 18. Винт 6 и промежуточный вал 4 имеют подшипники 19 и 20. Винт 6 входит с полым штоком 10 в подвижное соединение посредством подшипника 21.The lower part of the elastic shell 11 is sealed by an annular seal 14. The hollow rod 10 is connected by a polished rod 15 to a pump 16 having
Для улучшения герметизации маслозаполненной полости агрегата полый шток 10 может располагаться в маслозаполненной гофрированной оболочке 22 (фиг.2), верхняя часть которой закреплена на полом штоке 10, а нижняя - на корпусе 1. Внешняя поверхность эластичной гофрированной оболочки 22 сообщается с полостью скважины.To improve the sealing of the oil-filled cavity of the unit, the hollow rod 10 can be located in the oil-filled corrugated shell 22 (figure 2), the upper part of which is fixed on the hollow rod 10, and the lower one on the body 1. The outer surface of the elastic
Агрегат работает следующим образом.The unit operates as follows.
Вращение вала 3 реверсивного электродвигателя 2 передается промежуточным валом 4 на винт 6 передачи 5 винт-гайка качения. Так как гайка 7 передачи 5 входит в подвижное соединение с пазами 9 корпуса 1 посредством выступов 8, происходит продольное перемещение гайки 7 и соединенного с ней полого штока 10 до верхнего (нижнего) положения. Шток 10 перемещает штангой 15 плунжер насоса 16, жидкость в который поступает через впускные отверстия 17, причем длина хода плунжера насоса 16 соответствует числу оборотов двигателя 2 в одном направлении. Подшипники 19, 20 и 21 обеспечивают фиксировано-простой способ монтажа передачи 5 винт-гайка качения.The rotation of the shaft 3 of the reversible electric motor 2 is transmitted by the intermediate shaft 4 to the screw 6 of the transmission 5 rolling screw-nut. Since the nut 7 of the transmission 5 enters into a movable connection with the grooves 9 of the housing 1 by means of the protrusions 8, a longitudinal movement of the nut 7 and the hollow rod 10 connected to it takes place to the upper (lower) position. The rod 10 moves the rod 15 of the plunger of the pump 16, the fluid into which flows through the
При ходе гайки 7 вниз и сжатии пружины демпфера 12 ток двигателя 2 возрастает, поэтому, при известной характеристике пружины демпфера 12, изменение силы тока соответствует деформации пружины или перемещению гайки 7. Происходит реверсирование электродвигателя 2 и его вращение на определенное число оборотов, соответствующее ходу вверх гайки 7, полого штока 10, штанги 15 и плунжера насоса 16 с учетом деформации пружины. После чего происходит реверсирование вращения вала 3 электродвигателя 2 и перемещение гайки 7 вниз и связанных с ней штока 10, штанги 15 и плунжера насоса 16.When the nut 7 moves down and the spring of the damper 12 is compressed, the current of the motor 2 increases, therefore, with the known characteristic of the spring of the damper 12, the change in the current strength corresponds to deformation of the spring or movement of the nut 7. The motor 2 is reversed and rotated by a certain number of revolutions corresponding to the upward movement nuts 7, hollow rod 10, rod 15 and plunger of the pump 16, taking into account the deformation of the spring. After that, the rotation of the shaft 3 of the motor 2 is reversed and the nut 7 is moved down and the rod 10, rod 15 and pump plunger 16 connected with it.
При сбое отсчета числа оборотов двигателя 2 и аварийном выходе гайки 7 выше крайнего верхнего положения полый шток 10 упирается пружиной демпфера 13 в корпус 1, что приводит к возрастанию силы тока в двигателе 2 и его отключению станцией управления. Аналогично, при выходе гайки 7 ниже крайнего нижнего положения она упирается в пружину нижнего демпфера 12, и, если деформация превышает величину деформации при реверсировании, ток двигателя превышает заданную величину, и двигатель 2 останавливается.If the countdown of the number of revolutions of the engine 2 and the emergency exit of the nut 7 fail above the extreme upper position, the hollow rod 10 rests against the housing 1 by the spring of the damper 13, which leads to an increase in the current in the engine 2 and its shutdown by the control station. Similarly, when the nut 7 exits below its lowermost position, it abuts against the spring of the lower damper 12, and if the deformation exceeds the deformation value during reversal, the motor current exceeds a predetermined value and the motor 2 stops.
При возвратно-поступательном перемещении штока 10 происходит свободное перетекание масла в замкнутой системе из эластичной оболочки 11 в корпус 1 и обратно, обеспечивая смазку передачи 5, гидроизолированной кольцевыми уплотнениями 14 и 18. При этом эластичная оболочка 11 не нагружена, а перепад давления на уплотнениях 14, 18 близок к нулю, так как давление в корпусе 1 находится в равновесии с давлением в скважине. При этом только уплотнение 18 контактирует с жидкостью скважины, так как уплотнение 14 контактирует с маслом гидрозащиты двигателя 1.When the reciprocating movement of the rod 10 is free flow of oil in a closed system from the elastic shell 11 to the housing 1 and vice versa, providing lubrication of the gear 5, waterproofed by O-rings 14 and 18. In this case, the elastic shell 11 is not loaded, and the pressure drop across the seals 14 , 18 is close to zero, since the pressure in the housing 1 is in equilibrium with the pressure in the well. In this case, only the seal 18 is in contact with the well fluid, since the seal 14 is in contact with the hydraulic oil of the engine 1.
При использовании гофрированной эластичной оболочки 22 вместо кольцевого уплотнения 18 обеспечивается значительно большая герметичность полости корпуса 1, исключая контакт ее полости и скважинной жидкости.When using a corrugated
В качестве передачи 5 винт-гайка качения может использоваться шарико-винтовая или ролико-винтовая передача.As a gear 5, a rolling screw-nut can be used ball screw or roller screw transmission.
Предлагаемый насосный агрегат обеспечивает значительный напор при экономии электроэнергии и надежности конструкции.The proposed pump unit provides significant pressure while saving energy and reliability.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133133/06A RU2347947C1 (en) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | Deep-well pump unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133133/06A RU2347947C1 (en) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | Deep-well pump unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2347947C1 true RU2347947C1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40529898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007133133/06A RU2347947C1 (en) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | Deep-well pump unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347947C1 (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449171C2 (en) * | 2010-06-08 | 2012-04-27 | Николай Валентинович Степанов | Pumping unit |
RU2479752C1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК") | Borehole plunger pump assembly |
RU2532641C1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Submersible pump set |
RU2532475C1 (en) * | 2013-07-02 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Well pump set |
RU2532469C1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Submersible pump set |
RU171538U1 (en) * | 2016-11-24 | 2017-06-06 | Акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (АО "РИТЭК") | Borehole Pumping Unit |
RU173856U1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-09-14 | Акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Borehole Pumping Unit |
RU2641762C1 (en) * | 2017-04-19 | 2018-01-22 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Submersible oil extraction unit with plunger pump |
RU176488U1 (en) * | 2017-02-21 | 2018-01-22 | Роберт Минневалиевич Абунагимов | Ball screw drive sucker rod pump |
RU184849U1 (en) * | 2017-07-20 | 2018-11-12 | Али Тельман оглы Нагиев | Hydromechanical plunger pump drive |
RU185198U1 (en) * | 2016-04-26 | 2018-11-26 | Игорь Иванович Мамаев | Bottom-well borehole plunger screw pump |
CN110714906A (en) * | 2019-10-28 | 2020-01-21 | 西南石油大学 | Screw rod drive is oil jack in pit |
RU2750179C1 (en) * | 2020-10-26 | 2021-06-23 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Submersible oil production unit |
RU2819977C1 (en) * | 2023-05-23 | 2024-05-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" | Device for positioning actuator of rodless oil production system with drive from electric motor |
-
2007
- 2007-09-04 RU RU2007133133/06A patent/RU2347947C1/en active IP Right Revival
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449171C2 (en) * | 2010-06-08 | 2012-04-27 | Николай Валентинович Степанов | Pumping unit |
RU2479752C1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК") | Borehole plunger pump assembly |
RU2532641C1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Submersible pump set |
RU2532469C1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Submersible pump set |
RU2532475C1 (en) * | 2013-07-02 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Well pump set |
RU185198U1 (en) * | 2016-04-26 | 2018-11-26 | Игорь Иванович Мамаев | Bottom-well borehole plunger screw pump |
RU173856U1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-09-14 | Акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Borehole Pumping Unit |
RU171538U1 (en) * | 2016-11-24 | 2017-06-06 | Акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (АО "РИТЭК") | Borehole Pumping Unit |
RU176488U1 (en) * | 2017-02-21 | 2018-01-22 | Роберт Минневалиевич Абунагимов | Ball screw drive sucker rod pump |
RU2641762C1 (en) * | 2017-04-19 | 2018-01-22 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Submersible oil extraction unit with plunger pump |
RU184849U1 (en) * | 2017-07-20 | 2018-11-12 | Али Тельман оглы Нагиев | Hydromechanical plunger pump drive |
CN110714906A (en) * | 2019-10-28 | 2020-01-21 | 西南石油大学 | Screw rod drive is oil jack in pit |
RU2750179C1 (en) * | 2020-10-26 | 2021-06-23 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Submersible oil production unit |
WO2022093066A1 (en) * | 2020-10-26 | 2022-05-05 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Submersible oil production assembly |
RU2819977C1 (en) * | 2023-05-23 | 2024-05-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" | Device for positioning actuator of rodless oil production system with drive from electric motor |
RU229311U1 (en) * | 2024-07-09 | 2024-10-01 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Bottom drive device of a submersible plunger pump |
RU232256U1 (en) * | 2024-11-23 | 2025-03-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибирь-мехатроника" | Installation of an electric plunger pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2347947C1 (en) | Deep-well pump unit | |
CA2829684C (en) | Linear pump and motor systems and methods | |
CN101131152A (en) | Constant-pressure variable radial-plunger pump | |
RU2669019C1 (en) | Stage of submersible screw oil well pump with submersible drive | |
RU184849U1 (en) | Hydromechanical plunger pump drive | |
CN108386348A (en) | A kind of inner screw driving downhole pumping installation | |
RU2532641C1 (en) | Submersible pump set | |
RU2532475C1 (en) | Well pump set | |
US8226383B2 (en) | Downhole pump | |
RU2464691C1 (en) | Pump plant drive | |
RU2680478C2 (en) | Downhole pump drive (options) | |
RU147159U1 (en) | INSTALLATION OF SUBMERSIBLE PLUNGER PUMP WITH TRANSMISSION ROTATION SCREW-NUT FOR LIFTING A GAS-FLUID MIXTURE FROM OIL WELLS | |
RU2641762C1 (en) | Submersible oil extraction unit with plunger pump | |
WO2019013675A1 (en) | Downhole pump | |
RU2479752C1 (en) | Borehole plunger pump assembly | |
RU2550858C1 (en) | Downhole electrically driven plunger pump | |
RU2568022C1 (en) | Borehole pump unit | |
RU2532469C1 (en) | Submersible pump set | |
RU83106U1 (en) | SUBMERSIBLE ELECTRIC HYDRO-MECHANICAL DRIVE INSTALLATION | |
WO2022093066A1 (en) | Submersible oil production assembly | |
RU2449171C2 (en) | Pumping unit | |
CN210087588U (en) | Oil pumping device driven by submersible motor | |
RU230143U1 (en) | Installation of an electric plunger pump | |
RU141831U1 (en) | SUBMERSIBLE PUMP UNIT | |
RU185254U1 (en) | Well pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110927 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120905 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150610 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20181005 |