[go: up one dir, main page]

RU2601395C1 - Drive of deep-well pump with vacuum balancing - Google Patents

Drive of deep-well pump with vacuum balancing Download PDF

Info

Publication number
RU2601395C1
RU2601395C1 RU2015129512/06A RU2015129512A RU2601395C1 RU 2601395 C1 RU2601395 C1 RU 2601395C1 RU 2015129512/06 A RU2015129512/06 A RU 2015129512/06A RU 2015129512 A RU2015129512 A RU 2015129512A RU 2601395 C1 RU2601395 C1 RU 2601395C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drive
rod
balancing
cylinder
reversing
Prior art date
Application number
RU2015129512/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Михайлович Шестоперов
Сергей Арутюнович Будагян
Original Assignee
Василий Михайлович Шестоперов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Михайлович Шестоперов filed Critical Василий Михайлович Шестоперов
Priority to RU2015129512/06A priority Critical patent/RU2601395C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2601395C1 publication Critical patent/RU2601395C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
    • F04B47/02Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps the driving mechanisms being situated at ground level
    • F04B47/04Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps the driving mechanisms being situated at ground level the driving means incorporating fluid means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: drive of a deep-well pump with vacuum balancing relates to oil industry, in particular, to pumping plants specially intended for lifting fluids from deep levels, for example, from wells, including hydraulic or pneumatic devices. Drive includes a device to accumulate energy of a moving downward rod string at reversing consisting of a cutoff valve and a device for its switching over installed in the reversing system.
EFFECT: reduced power consumption during operation of the drive by accumulating energy during braking the moving downward rod string at the moment of reversing.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к приводным устройствам скважинного насоса, расположенным на поверхности земли, включающим гидравлические и пневматические средства, и может быть использовано для подъема пластовой жидкости с больших глубин.The invention relates to the oil industry, in particular to driving devices of a well pump located on the surface of the earth, including hydraulic and pneumatic means, and can be used to lift formation fluid from great depths.

Известен гидравлический привод скважинной штанговой насосной установки (а.с. SU 1642069 A1, МПК5 F04B 47/04, опубл. 15.04.1991 г.). Привод содержит размещенные один над другим уравновешивающий и приводной гидроцилиндры с расположенными в них поршнями, связанными между собой штоком, нижний конец которого соединен с плунжером штангового насоса посредством колонны штанг, причем поршневая и штоковая полости приводного гидроцилиндра гидравлически сообщены через распределитель с силовым насосом и баком, а штоковая полость уравновешивающего гидроцилиндра сообщена с источником давления (атмосферой).Known hydraulic drive downhole sucker rod pump unit (AS SU 1642069 A1, IPC 5 F04B 47/04, publ. 04/15/1991). The drive contains one balancing and driving hydraulic cylinders placed one above the other with pistons located in them, connected by a rod, the lower end of which is connected to the plunger of the rod pump by a rod string, and the piston and rod cavities of the drive hydraulic cylinder are hydraulically communicated through the distributor with the power pump and tank, and the stock cavity of the balancing hydraulic cylinder is in communication with a pressure source (atmosphere).

Недостатком такого привода является утилизация энергии движущейся вниз колонны штанг при ее торможении путем дросселирования рабочей жидкости в распределителе.The disadvantage of this drive is the utilization of the energy of the downward-moving rod string during its braking by throttling the working fluid in the distributor.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат при эксплуатации привода штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием.The objective of the invention is to reduce energy consumption during the operation of the drive of a sucker rod pump with hydraulic vacuum balancing.

Задача решается за счет установки отсечного клапана на линии, соединяющей нижнюю полость уравновешивающего цилиндра с атмосферой, который управляется от сигнала (электрического, гидравлического, пневматического…), подаваемого от системы реверсирования движением штоков в цилиндрах.The problem is solved by installing a shut-off valve on the line connecting the lower cavity of the balancing cylinder with the atmosphere, which is controlled by a signal (electric, hydraulic, pneumatic ...) supplied from the reversing system by the movement of the rods in the cylinders.

На чертеже схематично изображен предлагаемый привод штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием.The drawing schematically depicts the proposed actuator sucker rod pump with hydraulic vacuum balancing.

Привод состоит из приводного 1 и уравновешивающего 2 цилиндров с поршнями 3 и 4, разделяющими цилиндры на верхние 5 и 6 и нижние 7 и 8 полости. Поршни соединены между собой штоком 9, нижний конец которого посредством муфты 10 соединен с устьевым штоком, колонной штанг и плунжером скважинного насоса (не показаны). Какой из цилиндров приводной 1 или уравновешивающий 2 верхний, а какой нижний не является принципиальным. На чертеже изображено предпочтительное расположение цилиндров, массивный большого диаметра цилиндр располагается внизу, при этом обеспечивается более жесткая конструкция при меньшей массе привода. Верхняя 5 и нижняя 7 полости приводного 1 цилиндра гидравлически сообщены через распределитель 11 с силовым насосом 12 и баком 13, а нижняя полость 8 уравновешивающего 2 цилиндра сообщена с источником 14 давления. В качестве источника 14 давления служит атмосфера. Привод снабжен вакуумным насосом 15, с которым сообщена верхняя 6 полость уравновешивающего 2 цилиндра. Привод силового насоса 12 и вакуумного насоса 15 осуществляется от двигателя 16. Для автоматического изменения направления движения штока 9 привод снабжен системой реверсирования 17 с верхним 18 и нижним 19 устройствами переключения распределителя 11, которые срабатывают при прохождении мимо них муфты 10.The drive consists of drive 1 and balancing 2 cylinders with pistons 3 and 4 separating the cylinders into the upper 5 and 6 and the lower 7 and 8 cavities. The pistons are interconnected by a rod 9, the lower end of which is connected via a sleeve 10 to a wellhead rod, a rod string and a plunger of a borehole pump (not shown). Which of the cylinders is driving 1 or balancing 2 is upper, and which lower is not critical. The drawing shows the preferred arrangement of the cylinders, a massive large-diameter cylinder is located at the bottom, while providing a more rigid structure with less mass drive. The upper 5 and lower 7 cavities of the drive cylinder 1 are hydraulically communicated through the distributor 11 with the power pump 12 and the tank 13, and the lower cavity 8 of the balancing cylinder 2 is in communication with the pressure source 14. As the source of pressure 14 is the atmosphere. The drive is equipped with a vacuum pump 15, which communicates with the upper 6 cavity of the balancing 2 cylinder. The drive of the power pump 12 and the vacuum pump 15 is carried out from the engine 16. To automatically change the direction of movement of the rod 9, the drive is equipped with a reversing system 17 with the upper 18 and lower 19 switching devices of the distributor 11, which are activated when the coupling 10 passes by them.

Привод дополнительно снабжен отсечным клапаном 20, установленным на линии соединяющей нижнюю полость 8 уравновешивающего цилиндра 2 с источником давления 14, и устройством переключения 21, установленным в системе реверсирования 17.The actuator is additionally equipped with a shut-off valve 20 mounted on a line connecting the lower cavity 8 of the balancing cylinder 2 with a pressure source 14, and a switching device 21 installed in the reversing system 17.

Привод работает следующим образом.The drive operates as follows.

При включенном двигателе 16 вакуумный насос 15 создает разрежение в верхней полости 6 уравновешивающего цилиндра 2, в результате чего давление атмосферы, как источника 14 давления, действующего в нижней 8 полости уравновешивающего 2 цилиндра, создает усилие, направленное вверх. Величина этого усилия на муфте 10, которая является точкой подвеса колонны штанг, подбирается такой, чтобы она могла компенсировать вес колонны штанг и половину веса столба откачиваемой из скважины (не показаны) жидкости. Двигатель 16 одновременно приводит в действие силовой насос 12, который подает рабочую жидкость через распределитель 11 в нижнюю 7 полость приводного 1 цилиндра, в результате чего шток 9 с поршнями 3 и 4 и муфтой 10 движутся вверх. Рабочая жидкость из верхней 5 полости приводного 1 цилиндра вытесняется через распределитель 11 в бак 13. При прохождении муфты 10 мимо устройства переключения 18 оно срабатывает под действием сигнала от муфты 10 и переключает гидрораспределитель 11. В процессе переключения распределителя 11 происходит торможение и остановка штока 9, а по окончании процесса переключения рабочая жидкость направляется из бака 13 посредством насоса 12 через распределитель 11 в верхнюю 5 полость приводного 1 цилиндра, шток 9 с муфтой 10 перемещаются вниз. Верхнее 18 устройство переключения срабатывает при прохождении мимо него муфты 10 только в одном направлении вверх, нижнее 19 устройство переключения - только в направлении вниз, а устройство переключения 21, управляющее отсечным клапаном 20, срабатывает в обоих направлениях. Устройство переключения 21 устанавливается в непосредственной близости от нижнего 19 устройства переключения и может находиться как выше, так и ниже или на одном уровне с ним. Движение вниз штока 9 начинается разгоном, затем идет участок равномерного движения. При подходе муфты 10 к устройству переключения 21 оно срабатывает и закрывает отсечной клапан 20, а при подходе к нижнему 19 устройству переключения подается сигнал на распределитель 11. В нижней 8 полости уравновешивающего 2 цилиндра при дальнейшем перемещении штока 9 вниз возрастает давление воздуха, создавая тормозную силу вплоть до полной остановки штока 9 и связанной с ним колонны штанг. Время переключения распределителя 11 настраивается так, чтобы завершение процесса переключения совпадало с остановкой штока 9 в крайнем нижнем положении. Далее начинается ход штока 9 вверх, при этом для разгона используется энергия сжатого воздуха в нижней 8 полости уравновешивающего 2 цилиндра. При движении штока 9 вверх муфта 10 достигает уровня устройства переключения 21, которое срабатывает, сообщая нижнюю 8 полость уравновешивающего 2 цилиндра с атмосферой. Далее цикл повторяется.With the engine 16 turned on, the vacuum pump 15 creates a vacuum in the upper cavity 6 of the balancing cylinder 2, as a result of which the pressure of the atmosphere, as a pressure source 14, acting in the lower 8 cavity of the balancing cylinder 2, creates an upward force. The magnitude of this effort on the coupling 10, which is the suspension point of the rod string, is selected so that it can compensate for the weight of the rod string and half the weight of the column pumped from the well (not shown) of the fluid. The engine 16 simultaneously drives the power pump 12, which supplies the working fluid through the distributor 11 to the lower 7 cavity of the drive cylinder 1, as a result of which the rod 9 with the pistons 3 and 4 and the clutch 10 move up. The working fluid from the upper 5 cavity of the drive cylinder 1 is displaced through the distributor 11 into the tank 13. When the coupling 10 passes by the switching device 18, it is triggered by the signal from the coupling 10 and switches the valve 11. In the process of switching the valve 11, the rod 9 brakes and stops, 9 and at the end of the switching process, the working fluid is directed from the tank 13 through the pump 12 through the distributor 11 into the upper 5 cavity of the drive cylinder 1, the rod 9 with the coupling 10 are moved down. The upper 18 switching device is triggered when the coupling 10 passes in it only in one upward direction, the lower 19 switching device is only in the downward direction, and the switching device 21, which controls the shut-off valve 20, is activated in both directions. The switching device 21 is installed in the immediate vicinity of the bottom 19 of the switching device and can be either above, below or at the same level with it. The downward movement of the rod 9 starts with acceleration, then there is a section of uniform movement. When the coupling 10 approaches the switching device 21, it activates and closes the shut-off valve 20, and when approaching the lower 19 switching device, a signal is sent to the distributor 11. In the lower 8 cavity of the balancing 2 cylinder, the air pressure increases when the rod 9 is moved down further, creating a braking force up to a complete stop of the rod 9 and the associated rod string. The switching time of the distributor 11 is adjusted so that the completion of the switching process coincides with the stop of the rod 9 in its lowest position. Next, the stroke of the rod 9 starts upward, while for acceleration, the energy of compressed air in the lower 8 cavity of the balancing 2 cylinder is used. When the rod 9 moves up, the clutch 10 reaches the level of the switching device 21, which is activated by communicating the lower 8 cavity of the balancing 2 cylinder with the atmosphere. Next, the cycle repeats.

Claims (1)

Привод штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием, содержащий размещенные один над другим приводной и уравновешивающий цилиндры с расположенными в них с образованием верхних и нижних полостей поршнями, связанными между собой штоком, нижний конец которого соединен с плунжером скважинного штангового насоса посредством муфты, устьевого штока и колонны штанг, причем верхняя и нижняя полости приводного цилиндра гидравлически сообщены через распределитель с силовым насосом и баком, нижняя полость уравновешивающего цилиндра сообщена с атмосферой, а верхняя полость уравновешивающего цилиндра сообщена с вакуумным насосом, распределитель управляется системой реверсирования с верхним и нижним устройствами переключения, отличающийся тем, что с целью снижения энергозатрат при эксплуатации привода путем аккумулирования энергии при торможении движущейся вниз колонны штанг в момент реверсирования привод дополнительно снабжен отсечным клапаном, установленным на линии, соединяющей нижнюю полость уравновешивающего цилиндра с атмосферой, и устройством переключения, установленным в системе реверсирования. A hydraulic sucker-rod sucker-rod pump drive, comprising one drive and balancing cylinders placed one above the other with pistons located in them to form upper and lower cavities, connected by a rod, the lower end of which is connected to the plunger of the sucker-rod pump by means of a coupling, wellhead rod and columns rods, and the upper and lower cavities of the drive cylinder are hydraulically communicated through a distributor with a power pump and a tank, the lower cavity of the balancing cylinder the cylinder is in communication with the atmosphere, and the upper cavity of the balancing cylinder is in communication with the vacuum pump, the distributor is controlled by a reversing system with upper and lower switching devices, characterized in that in order to reduce energy consumption during operation of the drive by accumulating energy when braking the downward-moving rod string at the time of reversing the drive additionally equipped with a shut-off valve mounted on the line connecting the lower cavity of the balancing cylinder with the atmosphere, and a device HANDOVER established in reversing system.
RU2015129512/06A 2015-07-20 2015-07-20 Drive of deep-well pump with vacuum balancing RU2601395C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129512/06A RU2601395C1 (en) 2015-07-20 2015-07-20 Drive of deep-well pump with vacuum balancing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129512/06A RU2601395C1 (en) 2015-07-20 2015-07-20 Drive of deep-well pump with vacuum balancing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2601395C1 true RU2601395C1 (en) 2016-11-10

Family

ID=57278022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129512/06A RU2601395C1 (en) 2015-07-20 2015-07-20 Drive of deep-well pump with vacuum balancing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2601395C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU661144A1 (en) * 1977-04-19 1979-05-05 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им.И.М.Губкина Hydraulic drive of deep-well rod pump installation
SU1642069A1 (en) * 1989-04-24 1991-04-15 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Hydraulic drive of oil-well sucker-rod pump
US5647208A (en) * 1996-01-25 1997-07-15 Erry P. Oudang Hydraulic pumping unit
RU87220U1 (en) * 2009-06-04 2009-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный Комплекс "Фотон" HYDRAULIC DRIVE DEPTH BAR PUMP
RU2459983C1 (en) * 2011-02-28 2012-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Пермская нефтяная инжиниринговая компания" Hydraulic actuator of lifting device
RU151450U1 (en) * 2014-08-28 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Пермская нефтяная инжиниринговая компания" HYDRAULIC DRIVE BRAKE PUMP PUMP

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU661144A1 (en) * 1977-04-19 1979-05-05 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им.И.М.Губкина Hydraulic drive of deep-well rod pump installation
SU1642069A1 (en) * 1989-04-24 1991-04-15 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Hydraulic drive of oil-well sucker-rod pump
US5647208A (en) * 1996-01-25 1997-07-15 Erry P. Oudang Hydraulic pumping unit
RU87220U1 (en) * 2009-06-04 2009-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный Комплекс "Фотон" HYDRAULIC DRIVE DEPTH BAR PUMP
RU2459983C1 (en) * 2011-02-28 2012-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Пермская нефтяная инжиниринговая компания" Hydraulic actuator of lifting device
RU151450U1 (en) * 2014-08-28 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Пермская нефтяная инжиниринговая компания" HYDRAULIC DRIVE BRAKE PUMP PUMP

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201588602U (en) Energy saving hydraulic pumping unit
CN104061142B (en) Hydraulic driving oil well pump and extracting device of oil
CN104314527A (en) Hydraulic pumping unit with power-assisted cylinder and oil production method of hydraulic pumping unit
KR20190102200A (en) Hydraulically driven double acting displacement pump system for producing fluid from missed well holes
CN102108847A (en) Dual well balance type hydraulic pumping unit and working method thereof
US4781543A (en) Artificial lift system for oil wells
JPH09228954A (en) Transmitting device of liquid pressure for underground pump and operating method of this underground pump
RU2601395C1 (en) Drive of deep-well pump with vacuum balancing
RU2532025C2 (en) Operation method of sucker-rod borehole unit
US20210079771A1 (en) Reciprocating downhole pump
RU147329U1 (en) HYDRAULIC RETURNING AND INJURY MOVEMENT
RU152081U1 (en) HYDRAULIC DRIVE BRAKE DEPTH PUMP
RU161852U1 (en) HYDRAULIC DRIVE Borehole PUMP PUMP
RU2347064C2 (en) Hydraulic sucker-rod submersible pump drive
RU117527U1 (en) WELL PUMP HYDRAULIC DRIVE
RU2324072C1 (en) Deep-well pump drive
RU135735U1 (en) DRIVE BORE ROD DRIVE
RU95757U1 (en) HYDRAULIC DRIVE OF A WELL PUMP UNIT
RU55894U1 (en) WELL PUMP HYDRAULIC DRIVE
WO2020168395A1 (en) Automatic sucker rod pumping unit with an "ahp"-type hydraulic system
SU1642069A1 (en) Hydraulic drive of oil-well sucker-rod pump
RU152082U1 (en) HYDRAULIC DRIVE BRAKE DEPTH PUMP
RU2826087C1 (en) Hydraulic drive of sucker-rod pump
RU2333387C2 (en) Multiplier-type power driving unit for oil field plant
RU162679U1 (en) HYDRAULIC DRIVE PUMP PUMP

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170721