RU170784U1 - Double Acting Well Pump - Google Patents

Abstract

Устройство относится к области машиностроения и может быть использовано в погружных насосных установках, применяемых, например, для добычи нефти.Технический результат, получаемый при использовании предлагаемой полезной модели состоит в повышении надежности и упрощении конструкции скважинного насоса двойного действия в целом.Технический результат достигается тем, что скважинный насос двойного действия, содержит погружной электродвигатель 1 с гидрозащитой 2, привод рабочего насоса 3, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, рабочий насос, состоящий из рабочего цилиндра 4, полого плунжера 7, соединенного со штоком 8, с установленным в нем нагнетательным клапаном 9, полость над полым плунжером через всасывающий клапан 22 соединена с затрубным кольцевым пространством, полость под полым плунжером соединена с перепускной магистралью 15, образованной посредством оболочки 16, с внешней стороны охватывающей рабочий цилиндр 4, перепускная магистраль 15 соединена с выкидной линией насоса, причем, диаметр полого плунжера 7 больше диаметра штока, рабочий цилиндр 4 через муфту 12 присоединен к последовательно соединенным корпусу уплотнительного узла 5 и основанию 14 привода рабочего насоса 3, шток привода рабочего насоса является штоком 8 рабочего насоса и проходит внутри корпуса уплотнительного узла 5, корпус уплотнительного узла 5 содержит, как минимум, одно отверстие 26, соединяющее цилиндрическую поверхность штока 8 привода рабочего насоса с затрубным пространством и расположенное на расстоянии от верхнего торца рабочей поверхности корпуса уплотнительного узла 5, обеспечивающим, необходимый перепад давления между выкидной линией насоса и затрубным кольцевым пространством.Как вариант полый плунжер 27 может содержать уплотнение контактного типа, например, полимерное манжетное 28, уплотнение в виде стальных притертых уплотнительных колец 29 или их комбинацию.Равномерное распределение нагрузки на привод рабочего насоса в течение рабочего цикла и то, что шток рабочего насоса является штоком привода рабочего насоса, повышает надежность и упрощает конструкцию скважинного насоса двойного действия.1 н.п.ф., 4 з.п.ф., 2 илл.The device relates to mechanical engineering and can be used in submersible pumping units used, for example, for oil production. The technical result obtained by using the proposed utility model is to increase the reliability and simplify the design of a double-acting well pump as a whole. The technical result is achieved by that the double-acting borehole pump contains a submersible motor 1 with hydroprotection 2, the drive of the working pump 3, which converts the rotational movement into reciprocating dumb, working pump, consisting of a working cylinder 4, a hollow plunger 7 connected to a stem 8, with a discharge valve 9 installed therein, a cavity above the hollow plunger through a suction valve 22 is connected to the annular annular space, a cavity under the hollow plunger is connected to the bypass line 15 formed by a shell 16, on the outside covering the working cylinder 4, the bypass line 15 is connected to the discharge line of the pump, moreover, the diameter of the hollow plunger 7 is larger than the diameter of the rod, the working cylinder 4 through a sleeve 12 is connected to a series-connected housing of the sealing assembly 5 and the base 14 of the drive of the working pump 3, the stem of the drive of the working pump is the rod 8 of the working pump and passes inside the housing of the sealing assembly 5, the housing of the sealing assembly 5 contains at least one hole 26, connecting the cylindrical surface of the rod 8 of the drive of the working pump with the annulus and located at a distance from the upper end of the working surface of the housing of the sealing assembly 5, providing the necessary first pressure drop between the discharge line of the pump and the annular annular space. Alternatively, the hollow plunger 27 may contain a contact seal, for example, a polymeric lip seal 28, a seal in the form of ground steel sealing rings 29, or a combination thereof. Uniform distribution of the load on the drive of the working pump during the working cycle and the fact that the rod of the working pump is the rod of the drive of the working pump increases reliability and simplifies the design of a double-acting borehole pump. 1 n.p.ph., 4 s.p.f., 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин, например, нефти из скважин.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to pumping units intended for lifting liquids from great depths, for example, oil from wells.

Известен скважинный электрогидроприводной насосный агрегат для добычи нефти (см. патент РФ №2235907 RU, МПК F04B 47/08, 14.04.2003), содержащий масляный насос с приводом от погружного электродвигателя с компенсатором, рабочий поршневой насос с поршневым цилиндром, всасывающим клапаном, размещенным в поршне, и нагнетательным клапаном и гидродвигатель для привода рабочего поршневого насоса, причем полости цилиндра гидродвигателя связаны через распределитель масла с входом и через предохранительный клапан - с выходом масляного насоса, и шток поршня гидродвигателя через протектор соединен с поршнем рабочего поршневого насоса, кроме того, агрегат снабжен масляным баком с компенсатором его объема, в одной из секций которого установлены переливной клапан, регулятор расхода и фильтр, а гидродвигатель снабжен ограничителем хода поршня с путевым распределителем, при этом рабочий поршневой насос снабжен перепускной магистралью, дополнительным поршневым цилиндром с дополнительным поршнем и размещенным в последнем дополнительным всасывающим подпружиненным клапаном, дополнительный поршень жестко соединен посредством промежуточного штока с расположенным ниже него поршнем рабочего поршневого насоса, полости поршневых цилиндров разделены золотником распределителя откачиваемой среды, в стенке распределителя откачиваемой среды выполнены два ряда отверстий для сообщения рабочих полостей насоса с перепускной магистралью, образованной посредством оболочки, с внешней стороны, охватывающей оба поршневые цилиндры, причем перепускная магистраль снабжена распределительным клапаном, расположенным между рядами отверстий распределителя откачиваемой среды, и выше дополнительного поршневого цилиндра подключена к нагнетательному клапану. Повышение производительности достигается за счет того, что рабочий поршневой насос выполнен двухпоршневым, при этом происходит попеременная подача потребителю откачиваемой из скважины среды из двух поршневых цилиндров. Таким образом при обратном ходе поршня потребителю производят подачу откачанной из скважины среды из дополнительного поршневого цилиндра, а при обратном ходе дополнительного поршня подача потребителю откачанной среды производится из "основного" поршневого цилиндра, что позволяет поднять производительность агрегата в 2 раза.A well-known electro-hydraulic borehole pumping unit for oil production (see RF patent No. 2235907 RU, IPC F04B 47/08, 04/14/2003), comprising an oil pump driven by a submersible electric motor with a compensator, a working piston pump with a piston cylinder, a suction valve, located in the piston, and a discharge valve and a hydraulic motor for driving a working piston pump, the cavity of the hydraulic cylinder being connected through an oil distributor to the inlet and through a safety valve to the outlet of the oil pump, and the piston rod the rod through the tread is connected to the piston of the working piston pump, in addition, the unit is equipped with an oil tank with a compensator for its volume, in one of the sections of which there is an overflow valve, a flow regulator and a filter, and the hydraulic motor is equipped with a piston stroke limiter with a directional distributor, while the working piston the pump is equipped with an overflow line, an additional piston cylinder with an additional piston and an additional piston spring located in the latter, an additional piston it is rigidly connected by means of an intermediate rod to the piston of the working piston pump located below it, the cavities of the piston cylinders are separated by a spool of the pumped-off medium distributor, two rows of holes are made in the wall of the pumped-off distributor to communicate the pump working cavities with the bypass line formed by the shell from the outside, covering both piston cylinders, and the bypass line is equipped with a control valve located between the rows of openings edelitelya pumped medium, and the above additional piston cylinder connected to the discharge valve. The increase in productivity is achieved due to the fact that the working piston pump is made of a two-piston, while there is an alternate supply to the consumer of the medium pumped out of the well from two piston cylinders. Thus, during the reverse stroke of the piston, the consumer is supplied with the medium pumped out of the well from the additional piston cylinder, and during the reverse stroke of the additional piston, the consumer is pumped with the pumped medium from the “main” piston cylinder, which makes it possible to increase the unit productivity by 2 times.

Однако, данная конструкция представляется недостаточно надежной из-за наличия дополнительных разделительных клапанов в перепускной магистрали, а также наличием золотника распределителя откачиваемой среды, работающего при больших перепадах давления абразивно содержащей пластовой жидкости.However, this design does not seem to be reliable enough due to the presence of additional isolation valves in the bypass line, as well as the presence of a spool of the pumped-over medium distributor operating at high pressure drops of an abrasive-containing formation fluid.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является скважинный насос двойного действия (см. патент РФ №153600 RU, МПК F04B 47/06, 06.06.2014 г. ), который включает в себя погружной электродвигатель с гидрозащитой, привод рабочего насоса, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, рабочий насос, состоящий из двух рабочих цилиндров, последовательно соединенных между собой и двух плунжеров, при этом диаметр верхнего цилиндра с плунжером больше диаметра нижнего цилиндра с плунжером, верхний плунжер большего диаметра полый с установленным в нем нагнетательным клапаном, нижний плунжер меньшего диаметра выполнен монолитным, полость над полым плунжером большего диаметра через всасывающий клапан соединена с затрубным кольцевым пространством, полость под верхним полым плунжером большего диаметра соединена с перепускной магистралью, образованной посредством оболочки, с внешней стороны охватывающей верхний больший цилиндр, перепускная магистраль соединена с выкидной линией насоса, при этом плунжер большего диаметра последовательно соединен с монолитным плунжером меньшего диаметра, монолитный плунжер меньшего диаметра соединен с приводом рабочего насоса посредством штока привода рабочего насоса, внутренняя полость цилиндра меньшего диаметра под монолитным плунжером меньшего диаметра гидравлически соединена с маслозаполненной полостью привода рабочего насоса, внутренняя полость цилиндра меньшего диаметра посредством отверстия в корпусе цилиндра меньшего диаметра соединена с затрубным кольцевым пространством, отверстие в корпусе цилиндра меньшего диаметра в течение рабочего цикла изнутри постоянно перекрыто цилиндрической поверхностью монолитного плунжера меньшего диаметра, цилиндрическая поверхность монолитного плунжера меньшего диаметра в течение рабочего цикла не выходит из контакта с внутренней поверхностью нижнего цилиндра меньшего диаметра, находящейся ниже отверстия в корпусе нижнего цилиндра меньшего диаметра и является уплотнением привода рабочего насоса.The closest to the utility model in technical essence and the achieved result (prototype) is a double-acting borehole pump (see RF patent No. 153600 RU, IPC F04B 47/06, 06.06.2014), which includes a submersible motor with hydraulic protection, a working pump drive that converts rotational motion into reciprocating, a working pump consisting of two working cylinders connected in series with each other and two plungers, while the diameter of the upper cylinder with the plunger is larger than the diameter of the lower cylinder with the plunger ohm, the upper plunger of a larger diameter is hollow with a discharge valve installed in it, the lower plunger of a smaller diameter is made monolithic, the cavity above the hollow plunger of a larger diameter is connected to the annular annular space through the suction valve, the cavity under the upper hollow plunger of a larger diameter is connected to the bypass formed by shell, from the outer side covering the upper larger cylinder, the bypass line is connected to the discharge line of the pump, while the plunger is larger in diameter the series is connected to a monolithic plunger of a smaller diameter, a monolithic plunger of a smaller diameter is connected to the drive of the working pump through the rod of the drive of the working pump, the inner cavity of the cylinder of a smaller diameter under the monolithic plunger of a smaller diameter is hydraulically connected to the oil-filled cavity of the drive of the working pump, the inner cavity of the cylinder of a smaller diameter through the hole in the cylinder body of a smaller diameter is connected to the annular annular space, the hole in the cylinder body of smaller diameter during the working cycle, the inside is constantly blocked by the cylindrical surface of the monolithic plunger of smaller diameter, the cylindrical surface of the monolithic plunger of smaller diameter during the working cycle does not come out of contact with the inner surface of the lower cylinder of smaller diameter, which is below the hole in the lower cylinder case of smaller diameter and is a seal drive the working pump.

Вышеуказанный скважинный насос двойного действия также обладает повышенной производительностью и равномерной нагрузкой на привод рабочего насоса в течение рабочего цикла.The aforementioned double-acting well pump also has increased productivity and a uniform load on the drive of the working pump during the duty cycle.

Недостатком указанного скважинного насоса двойного действия является наличие в данной конструкции двух штоков - штока рабочего насоса и штока привода рабочего насоса, что усложняет конструкцию скважинного насоса двойного действия, уменьшает надежность и увеличивает его габариты.The disadvantage of this double-acting borehole pump is the presence of two rods in this design - the rod of the working pump and the rod of the drive of the working pump, which complicates the design of the double-acting borehole pump, reduces reliability and increases its dimensions.

Технический результат, получаемый при осуществлении настоящей полезной модели, выражается в повышении надежности и упрощении конструкции скважинного насоса двойного действия.The technical result obtained in the implementation of this utility model is expressed in increasing reliability and simplifying the design of a double-acting well pump.

Указанный технический результат достигается тем, что скважинный насос двойного действия, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой, привод рабочего насоса, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, рабочий насос, состоящий из рабочего цилиндра, полого плунжера, соединенного со штоком, с установленным в нем нагнетательным клапаном, полость над полым плунжером через всасывающий клапан соединена с затрубным кольцевым пространством, полость под полым плунжером соединена с перепускной магистралью, образованной посредством оболочки, с внешней стороны охватывающей рабочий цилиндр, перепускная магистраль соединена с выкидной линией насоса, при этом диаметр полого плунжера больше диаметра штока, рабочий цилиндр через муфту присоединен к последовательно соединенным корпусу уплотнительного узла и основанию привода рабочего насоса, шток привода рабочего насоса является штоком рабочего насоса и проходит внутри корпуса уплотнительного узла, корпус уплотнительного узла содержит, как минимум, одно отверстие, соединяющее цилиндрическую поверхность штока привода рабочего насоса с затрубным пространством и расположенное на расстоянии от верхнего торца рабочей поверхности корпуса уплотнительного узла, обеспечивающим, необходимый перепад давления между выкидной линией насоса и затрубным кольцевым пространством.The specified technical result is achieved in that a double-acting borehole pump containing a submersible motor with hydraulic protection, a working pump drive that converts rotational motion into reciprocating, a working pump consisting of a working cylinder, a hollow plunger connected to a rod with a discharge pump installed in it valve, the cavity above the hollow plunger through the suction valve is connected to the annular annular space, the cavity under the hollow plunger is connected to the bypass pipe, image the bath by means of a shell covering the working cylinder from the outside, the bypass line is connected to the discharge line of the pump, while the diameter of the hollow plunger is larger than the diameter of the rod, the working cylinder through the coupling is connected to the housing of the sealing assembly and the base of the drive of the working pump in series, the rod of the working pump drive is the working pump rod and passes inside the housing of the sealing unit, the housing of the sealing unit contains at least one hole connecting the cylindrical turn the availability of the rod of the drive of the working pump with annular space and located at a distance from the upper end of the working surface of the housing of the sealing assembly, providing the necessary pressure difference between the flow line of the pump and the annular annular space.

Указанный технический результат достигается также тем, что в скважинном насосе двойного действия шток может иметь полированную и упрочненную цилиндрическую поверхность.The specified technical result is also achieved by the fact that in the double-acting well pump, the rod can have a polished and hardened cylindrical surface.

Указанный технический результат достигается также тем, что скважинном насосе двойного действия площадь кольцевого пространства между внутренним диаметром рабочего цилиндра и диаметром штока может быть равна площади сечения штока.The specified technical result is also achieved by the fact that the double-acting borehole pump the area of the annular space between the inner diameter of the working cylinder and the diameter of the rod can be equal to the cross-sectional area of the rod.

Указанный технический результат достигается также тем, что скважинном насосе двойного действия полый плунжер может быть соединен со штоком посредством шарнирного узла.The specified technical result is also achieved by the fact that the double-acting well pump, the hollow plunger can be connected to the rod through a hinge assembly.

Указанный технический результат достигается также тем, что скважинном насосе двойного действия полый плунжер может содержать относительно внутренней поверхности рабочего цилиндра наружное уплотнение контактного типа, например, полимерное манжетное или уплотнение в виде стальных притертых уплотнительных колец или их комбинацию.The specified technical result is also achieved by the fact that the double-acting well pump, the hollow plunger may contain an external contact seal, relative to the inner surface of the working cylinder, for example, a polymer lip seal or a seal in the form of lapped steel o-rings or a combination thereof.

Выполнение скважинного насоса двойного действия таким образом, что рабочий цилиндр через муфту присоединен к последовательно соединенным корпусу уплотнительного узла и основанию привода рабочего насоса, шток привода рабочего насоса является штоком рабочего насоса и проходит внутри корпуса уплотнительного узла, а корпус уплотнительного узла содержит, как минимум, одно отверстие, соединяющее цилиндрическую поверхность штока привода рабочего насоса с затрубным пространством и расположенное на расстоянии от верхнего торца рабочей поверхности корпуса уплотнительного узла, обеспечивающим, необходимый перепад давления между выкидной линией насоса и затрубным кольцевым пространством, повышает надежность и упрощает конструкцию скважинного насоса двойного действия в целом.The execution of the double-acting borehole pump in such a way that the working cylinder through the coupling is connected to the sealing unit body and the working pump drive base, the working pump drive rod is the working pump rod and passes inside the sealing unit body, and the sealing unit housing contains at least one hole connecting the cylindrical surface of the rod of the drive of the working pump with the annulus and located at a distance from the upper end of the working rhnosti seal assembly housing, providing necessary pressure difference between the pump line and flick annulus annulus, improves reliability and simplifies the design of the downhole pump dual action as a whole.

На фиг. 1 изображен продольный разрез скважинного насоса двойного действия с полым плунжером рабочего насоса.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a double-acting borehole pump with a hollow plunger of the working pump.

На фиг. 2 изображен продольный разрез полого плунжера, содержащего наружное уплотнение контактного типа.In FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a hollow plunger containing an external contact type seal.

Скважинный насос двойного действия (см. фиг. 1) содержит кинематически связанные между собой погружной электродвигатель 1 с гидрозащитой 2, привод рабочего насоса 3 и рабочий насос, состоящий из рабочего цилиндра 4, последовательно соединенного с корпусом уплотнительного (сальникового) узла 5, на внутренней поверхности которого установлено уплотнение 6 выполненное в виде манжет, уплотнительных колец, сальниковой набивки или их комбинации, полого плунжера 7, соединенного со штоком 8 привода рабочего насоса 3, при этом диаметр плунжера 7 больше диаметра штока 8, внизу в полом плунжере 7 установлен нагнетательный клапан 9. Головка 10 рабочего цилиндра 4 сопрягается с корпусом рабочего насоса, посредством муфты 11. Нижний конец рабочего цилиндра 4 соединен с корпусом уплотнительного (сальникового) узла 5 посредством муфты 12. Плунжер 7 и шток 8 кинематически соединены последовательно между собой, также могут быть соединены посредством шарнирного узла 13. Шток 8 является штоком привода рабочего насоса 3 и имеет гладкую и упрочненную цилиндрическую поверхность. Корпус уплотнительного (сальникового) узла 5 крепится к основанию 14 привода рабочего насоса 3. Скважинный насос двойного действия снабжен перепускной магистралью 15, образованной посредством оболочки 16 рабочего насоса 3, с внешней стороны охватывающей рабочий цилиндр 4. Перепускная магистраль 15 соединяется с полостью под плунжером 7 посредством, как минимум, одного отверстия 17, расположенного в муфте 12. Перепускная магистраль 15 соединяется с полостью колонны насосно-компрессорных труб 18 посредством канала 19 в муфте 11. Полость рабочего цилиндра 4 над полым плунжером 7 гидравлически сообщается с затрубным кольцевым пространством посредством, как минимум, одного отверстия 20, выполненного на муфте 11, кольцевой проточки 21 на головке 10, через всасывающий клапан 22, установленный в головке 10 и отверстия 23 в головке 10. В верхней части рабочего насоса расположена ловильная головка 24, соединяющая рабочий насос с колонной насосно-компрессорных труб 18, по которым нагнетаемая насосом пластовая жидкость подается на поверхность. В ловильную головку 24 для устранения дополнительных протечек в моменты изменения направления продольного движения штока 8 может быть установлен обратный клапан 25.The double-acting well pump (see Fig. 1) contains kinematically interconnected submersible motor 1 with hydraulic protection 2, the drive of the working pump 3 and the working pump consisting of a working cylinder 4 connected in series with the housing of the sealing (stuffing box) assembly 5, on the inside the surface of which has a seal 6 made in the form of cuffs, o-rings, stuffing box or a combination of them, a hollow plunger 7 connected to the rod 8 of the drive of the working pump 3, while the diameter of the plunger 7 is larger the diameter of the rod 8, a discharge valve 9 is installed at the bottom of the hollow plunger 7. The head 10 of the working cylinder 4 is connected to the housing of the working pump by means of a coupling 11. The lower end of the working cylinder 4 is connected to the housing of the sealing (stuffing box) assembly 5 by means of a coupling 12. Plunger 7 and the rod 8 is kinematically connected in series with each other, can also be connected by a hinge node 13. The rod 8 is the rod of the drive of the working pump 3 and has a smooth and hardened cylindrical surface. The housing of the sealing (stuffing box) assembly 5 is attached to the base 14 of the drive of the working pump 3. The double-acting well pump is equipped with a bypass line 15 formed by a shell 16 of the working pump 3, on the outside covering the working cylinder 4. The bypass line 15 is connected to the cavity under the plunger 7 by at least one hole 17 located in the sleeve 12. The bypass line 15 is connected to the cavity of the tubing string 18 through the channel 19 in the sleeve 11. The cavity of the working cylinder The core 4 above the hollow plunger 7 is in fluid communication with the annular annular space through at least one hole 20 made on the sleeve 11, an annular groove 21 on the head 10, through a suction valve 22 installed in the head 10 and holes 23 in the head 10. B at the top of the working pump there is a fishing head 24, connecting the working pump to the tubing string 18, through which the formation fluid pumped by the pump is supplied to the surface. In the fishing head 24 to eliminate additional leaks at the time of changing the direction of longitudinal movement of the rod 8 can be installed check valve 25.

Для устранения протечек из внутреннего кольцевого объема рабочего цилиндра 4 вдоль штока 8 во внутренний объем привода рабочего насоса 3 внутренняя полость корпуса уплотнительного (сальникового) узла 5 посредством, как минимум, одного отверстия 26 в корпусе, соединена с затрубным кольцевым пространством. Отверстие 26 расположено на таком расстоянии от верхнего торца корпуса уплотнительного (сальникового) узла 5, что оно обеспечивает, необходимый перепад давления между выкидной линией насоса и затрубным кольцевым пространством, выдерживаемый уплотнением сальникового узла 5 без протечек.To eliminate leaks from the inner annular volume of the working cylinder 4 along the rod 8 into the inner volume of the drive of the working pump 3, the internal cavity of the housing of the sealing (stuffing box) assembly 5 is connected to the annular annular space by means of at least one hole 26 in the housing. The hole 26 is located at such a distance from the upper end of the housing of the sealing (stuffing box) assembly 5 that it provides the necessary pressure difference between the flow line of the pump and the annular annular space, which is maintained by the seal of the stuffing box 5 without leaks.

В варианте установки (см. фиг. 2) полый плунжер 27 может содержать уплотнение контактного типа, например, полимерное манжетное 28, уплотнение в виде стальных притертых уплотнительных колец 29 или их комбинацию.In an embodiment of the installation (see FIG. 2), the hollow plunger 27 may comprise a contact seal, for example, a polymer lip seal 28, a seal in the form of ground ground sealing rings 29, or a combination thereof.

Маслозаполненный привод 3 скважинного насоса двойного действия может представлять собой гидропривод, шарико-винтовую передачу или другую передачу, преобразующую вращательное движение в возвратно-поступательное. Также в качестве привода может быть использован линейный электродвигатель.The oil-filled drive 3 of a double-acting borehole pump can be a hydraulic actuator, a ball screw transmission or another transmission that converts rotational motion into reciprocating. Also, a linear electric motor can be used as a drive.

Скважинный насос двойного действия работает следующим образом.The double-well pump operates as follows.

При спуске насосного агрегата в скважину под действием гидростатического давления в затрубном кольцевом пространстве скважины всасывающий клапан 22 и нагнетательный клапан 9 открываются, жидкость из затрубного пространства поступает в полость над полым плунжером 7 цилиндра 4 рабочего насоса, соответственно, через отверстие 20, кольцевую проточку 21 на головке 10, всасывающий клапан 22, и далее через открытый нагнетательный клапан 9, отверстия 17, перепускную магистраль 15 и канал 19 в муфте 11 жидкость заполняет колонну насосно-компрессорных труб 18 до уровня жидкости в затрубном кольцевом пространстве скважины. При включении погружного электродвигателя 1, его крутящий момент через кинематически связанную с ним гидрозащиту 2, передается на привод рабочего насоса 3, преобразующий вращательное движение электродвигателя 1 в возвратно-поступательное движение штока 8 привода рабочего насоса 3. При движении соединенных между собой полого плунжера 7 и штока 8, которые также могут соединяться между собой шарнирным узлом 13, из нижней точки вверх, всасывающий клапан 22 закрыт, а нагнетательный клапан 9 и обратный клапан 25 открыты. Пластовая жидкость штоком 8 вытесняется из полости рабочего цилиндра 4 через отверстия 17 в муфте 12, перепускную магистраль 15, канал 19, открытый обратный клапан 25 в полость колонны насосно-компрессорных труб 18 на поверхность. Отверстие 26 в корпусе уплотнительного (сальникового) узла служит для сброса в полость скважины утечки пластовой жидкости, которая может возникнуть в процессе эксплуатации и износа уплотнения вследствие перепада давления между столбом пластовой жидкости в колонне насосно-компрессорных труб 18 и затрубном кольцевом пространстве скважины. При этом часть уплотнения 6 в корпусе уплонительного (сальникового) узла ниже отверстия 26 будут служить работающим без перепада давления уплотнением штока 8.When the pump unit is lowered into the well under the influence of hydrostatic pressure in the annular space of the well, the suction valve 22 and pressure valve 9 open, liquid from the annular space enters the cavity above the hollow plunger 7 of the cylinder 4 of the working pump, respectively, through the hole 20, the annular groove 21 on the head 10, the suction valve 22, and then through the open discharge valve 9, the holes 17, the bypass line 15 and the channel 19 in the sleeve 11, the fluid fills the tubing string 18 to the fluid level in the annulus of the well. When the submersible motor 1 is turned on, its torque is transmitted through a kinematically connected hydraulic protection 2 to the drive of the working pump 3, which converts the rotational movement of the electric motor 1 into the reciprocating motion of the rod 8 of the drive of the working pump 3. When the hollow plunger 7 and rod 8, which can also be interconnected by a hinge assembly 13, from the bottom up, the suction valve 22 is closed, and the discharge valve 9 and the check valve 25 are open. The reservoir fluid is displaced by the rod 8 from the cavity of the working cylinder 4 through the holes 17 in the sleeve 12, the bypass line 15, channel 19, the open check valve 25 into the cavity of the tubing string 18 to the surface. The hole 26 in the housing of the sealing (stuffing box) assembly is used to discharge into the well cavity leakage of formation fluid that may occur during operation and wear of the seal due to the pressure differential between the formation fluid column in the tubing string 18 and the annulus of the well. In this case, part of the seal 6 in the housing of the expansion (stuffing box) unit below the hole 26 will serve as a rod seal 8 working without pressure difference.

При движении соединенных между собой полого плунжера 7 и штока 8, которые также могут соединяться между собой шарнирным узлом 13 из верхней точки вниз, нагнетательный клапан 9 закрывается, всасывающий клапан 22 открыт, пластовая жидкость из полости рабочего цилиндра 4 под полым плунжером 7, через отверстие 17 в муфте 12, перепускную магистраль 15, канал 19 в муфте 11, обратный клапан 25 и колонну насосно-компрессорных труб 18 вытесняется на поверхность, одновременно происходит заполнение полости рабочего цилиндра 4 над полым плунжером 7 пластовой жидкостью из затрубного кольцевого пространства через отверстие 20, кольцевую проточку 21 и всасывающий клапан 22.When moving the interconnected hollow plunger 7 and the rod 8, which can also be connected together by the hinge assembly 13 from the top point down, the discharge valve 9 closes, the suction valve 22 is open, the formation fluid from the cavity of the working cylinder 4 under the hollow plunger 7, through the hole 17 in the sleeve 12, the bypass line 15, the channel 19 in the sleeve 11, the check valve 25 and the tubing string 18 are displaced to the surface, at the same time the cavity of the working cylinder 4 is filled over the hollow plunger 7 of the reservoir fluid Stu annulus of the annular space through the opening 20, the annular groove 21 and the suction valve 22.

Общая суммарная подача скважинного насоса двойного действия за время рабочего цикла полого плунжера 7 и штока 8 вверх и вниз будет определяться объемом пластовой жидкости, заполняющей полость рабочего цилиндра 4 над плунжером 7, однако, за счет того, что подача жидкости распределяется как на ход плунжера 7 и штока 8 вверх, так и на ход плунжера 7 и штока 8 вниз, осевое усилие на шток 8, являющимся штоком привода рабочего насоса 3 и на остальные узлы привода рабочего насоса 3 будет, определяться при ходе вверх произведением перепада давления в насосно-компрессорных трубах и в затрубном кольцевом пространстве на площадь сечения штока 8, а при ходе вниз произведением перепада давления в насосно-компрессорных трубах 18 и в затрубном кольцевом пространстве на разность площадей наружного сечения полого плунжера 7 и сечения штока 8 (при существующих рабочих зазорах между наружной поверхностью полого плунжера 7 и внутренней поверхностью рабочего цилиндра 4 можно принять разность площадей сечения полого плунжера 7 и штока 8 равной площади кольцевого пространства между внутренней поверхностью рабочего цилиндра 4 и цилиндрической поверхностью штока 8).The total total supply of a double-acting borehole pump during the working cycle of the hollow plunger 7 and the rod 8 up and down will be determined by the volume of reservoir fluid filling the cavity of the working cylinder 4 above the plunger 7, however, due to the fact that the fluid supply is distributed as per stroke of the plunger 7 and rod 8 upward, and on the stroke of the plunger 7 and rod 8 downward, the axial force on the rod 8, which is the rod of the drive of the working pump 3 and on the other nodes of the drive of the working pump 3, will be determined during the upward movement by the differential pressure in the pump but-compressor pipes and in the annular annular space to the cross-sectional area of the rod 8, and when going downward by producing a pressure differential in the tubing 18 and in the annular annular space to the difference in the outer cross-sectional areas of the hollow plunger 7 and the rod cross-section 8 (with existing working clearances between the outer surface of the hollow plunger 7 and the inner surface of the working cylinder 4, you can take the difference in the cross-sectional areas of the hollow plunger 7 and the rod 8 equal to the area of the annular space between the inner surface Strongly working cylinder 4 and the cylindrical surface of the rod 8).

При равенстве площади сечения штока 8 площади кольцевого пространства между внутренней поверхностью рабочего цилиндра 4 и цилиндрической поверхностью штока 8 осевое усилие на шток 8, являющийся штоком привода рабочего насоса 3, распределяется равномерно в течение всего рабочего цикла.If the cross-sectional area of the rod 8 is equal to the annular space between the inner surface of the working cylinder 4 and the cylindrical surface of the rod 8, the axial force on the rod 8, which is the drive rod of the working pump 3, is distributed evenly throughout the entire working cycle.

Равномерное распределение нагрузки на привод рабочего насоса в течение рабочего цикла и то, что шток 8 рабочего насоса является штоком привода рабочего насоса 3, повышает надежность и упрощает конструкцию скважинного насоса двойного действия в целом.The uniform distribution of the load on the drive of the working pump during the working cycle and the fact that the rod 8 of the working pump is the rod of the drive of the working pump 3, increases reliability and simplifies the design of the double-acting borehole pump as a whole.

Claims (5)

1. Скважинный насос двойного действия, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой, привод рабочего насоса, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, рабочий насос, состоящий из рабочего цилиндра, полого плунжера, соединенного со штоком, с установленным в нем нагнетательным клапаном, полость над полым плунжером через всасывающий клапан соединена с затрубным кольцевым пространством, полость под полым плунжером соединена с перепускной магистралью, образованной посредством оболочки, с внешней стороны охватывающей рабочий цилиндр, перепускная магистраль соединена с выкидной линией насоса, отличающийся тем, что диаметр полого плунжера больше диаметра штока, рабочий цилиндр через муфту присоединен к последовательно соединенным корпусу уплотнительного узла и основанию привода рабочего насоса, шток привода рабочего насоса является штоком рабочего насоса и проходит внутри корпуса уплотнительного узла, корпус уплотнительного узла содержит, как минимум, одно отверстие, соединяющее цилиндрическую поверхность штока привода рабочего насоса с затрубным пространством и расположенное на расстоянии от верхнего торца рабочей поверхности корпуса уплотнительного узла, обеспечивающим необходимый перепад давления между выкидной линией насоса и затрубным кольцевым пространством.1. A double-acting borehole pump containing a submersible motor with hydraulic protection, a working pump drive that converts rotational motion into reciprocating, a working pump consisting of a working cylinder, a hollow plunger connected to a rod with a discharge valve installed in it, a cavity above the hollow the plunger is connected through the suction valve to the annular annular space, the cavity under the hollow plunger is connected to the bypass line formed by the shell, from the outside a melting working cylinder, the bypass line is connected to the discharge line of the pump, characterized in that the diameter of the hollow plunger is larger than the diameter of the rod, the working cylinder through the coupling is connected to the housing of the sealing assembly and the base of the working pump drive, the working pump drive rod is the working pump rod and passes inside the housing of the sealing unit, the housing of the sealing unit contains at least one hole connecting the cylindrical surface of the rod of the drive of the working pump with annular space and located at a distance from the upper end of the working surface of the housing of the sealing unit, providing the necessary pressure difference between the flow line of the pump and the annular annular space. 2. Скважинный насос двойного действия по п. 1, отличающийся тем, что шток имеет полированную и упрочненную цилиндрическую поверхность.2. The double-acting well pump according to claim 1, characterized in that the rod has a polished and hardened cylindrical surface. 3. Скважинный насос двойного действия по п. 1, отличающийся тем, что площадь кольцевого пространства между внутренним диаметром рабочего цилиндра и диаметром штока равна площади сечения штока.3. The double-acting well pump according to claim 1, characterized in that the area of the annular space between the inner diameter of the working cylinder and the diameter of the rod is equal to the cross-sectional area of the rod. 4. Скважинный насос двойного действия по п. 1, отличающийся тем, что полый плунжер соединен со штоком посредством шарнирного узла.4. The double-acting well pump according to claim 1, characterized in that the hollow plunger is connected to the rod by a hinge assembly. 5. Скважинный насос двойного действия по п. 1, отличающийся тем, что полый плунжер содержит относительно внутренней поверхности рабочего цилиндра наружное уплотнение контактного типа, например полимерное манжетное или уплотнение в виде стальных притертых уплотнительных колец, или их комбинацию.5. The double-acting well pump according to claim 1, characterized in that the hollow plunger contains an external contact-type seal, for example a polymer lip seal or a seal in the form of ground grinding o-rings, or a combination thereof, relative to the inner surface of the working cylinder.

Images