RU2241854C1 - Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive - Google Patents
Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241854C1 RU2241854C1 RU2003110820/06A RU2003110820A RU2241854C1 RU 2241854 C1 RU2241854 C1 RU 2241854C1 RU 2003110820/06 A RU2003110820/06 A RU 2003110820/06A RU 2003110820 A RU2003110820 A RU 2003110820A RU 2241854 C1 RU2241854 C1 RU 2241854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- distributor
- working fluid
- piston
- cylinder
- hydraulic
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к насосному оборудованию, применяемому для добычи нефти из глубоких скважин.The invention relates to pumping equipment used for oil production from deep wells.
Известна гидроприводная глубиннонасосная установка, гидропривод которой содержит коаксиально и вертикально установленные, жестко соединенные между собой гидроприводной и пневмоуравновешивающий цилиндры с поршнями и полость, подключенную к пневмоуравновешивающему цилиндру и сообщающуюся с источником сжатого воздуха. Гидроприводной цилиндр через распределитель связан с силовым насосом и линией сброса. Кольцевая полость уплотнения полого поршня пневмоуравновешивающего цилиндра подключена к пневмогидроаккумулятору и сообщена с напорным маслопроводом (Молчанов А.Г. Гидроприводные штанговые скважинные насосные установки. - М.: “Недра”, 1982, с.26, рис.1.9).A hydraulic deep-well pumping unit is known, the hydraulic drive of which contains coaxially and vertically mounted, rigidly interconnected hydraulic and pneumatic balancing cylinders with pistons and a cavity connected to the pneumatic balancing cylinder and communicating with a source of compressed air. The hydraulic cylinder through the distributor is connected to the power pump and the discharge line. The annular cavity of the sealing of the hollow piston of the pneumatic balancing cylinder is connected to the pneumatic accumulator and connected to the pressure oil pipe (A. Molchanov, Hydraulic actuated sucker-rod pumping units. - M .: Nedra, 1982, p. 26, Fig. 1.9).
Основными недостатками известного гидропривода являются его сложная конструкция, обусловленная коаксиальным расположением поршней и снижающая его надежность, громоздкая система компенсации с источником сжатого воздуха и значительные утечки рабочей жидкости через уплотнения между цилиндрами.The main disadvantages of the known hydraulic drive are its complex design, due to the coaxial arrangement of the pistons and reducing its reliability, cumbersome compensation system with a source of compressed air and significant leakage of the working fluid through the seals between the cylinders.
Технической задачей, стоящей перед изобретением, является повышение надежности привода, упрощение системы компенсации нагрузок, исключение утечек рабочей жидкости, увеличение КПД глубинно-насосного оборудования.The technical challenge facing the invention is to increase the reliability of the drive, simplify the load compensation system, eliminate leakage of the working fluid, increase the efficiency of the downhole pumping equipment.
Для решения поставленной задачи гидропривод глубинного штангового насоса, содержащий гидроприводной цилиндр с поршнем и штоком для соединения с колонной штанг глубинного насоса, емкость для рабочей жидкости, пневмогидроаккумулятор, силовой насос, трубопроводы и распределитель для попеременной подачи силовым насосом рабочей жидкости из емкости в надпоршневую и подпоршневую полости гидроприводного цилиндра и для возврата рабочей жидкости в емкость и систему реверсирования для изменения направления хода поршня, дополнительно снабжен мультипликатором, у которого полость низкого давления через распределитель подключена к подпоршневой полости гидроприводного цилиндра для сообщения с нею при ходе поршня вниз, а полость высокого давления через обратный клапан подключена к пневмогидроаккумулятору и через второй обратный клапан и распределитель - к надпоршневой полости гидроприводного цилиндра для сообщения с нею при ходе поршня вверх, и отсекателями потока, один из которых установлен в трубопроводе, сообщающем подпоршневую полость цилиндра с пневмогидроаккумулятором, а второй - в трубопроводе, сообщающем полость высокого давления мультипликатора с линией слива.To solve this problem, a hydraulic drive of a deep-well rod pump, comprising a hydraulic drive cylinder with a piston and a rod for connecting to a column of rods of a deep pump, a reservoir for a working fluid, a pneumatic accumulator, a power pump, pipelines and a distributor for alternately supplying a working pump with a power pump from the reservoir to the over-piston and under-piston the cavity of the hydraulic cylinder and to return the working fluid to the tank and the reversing system to change the direction of the piston stroke, is additionally equipped a multiplier in which the low-pressure cavity through the distributor is connected to the sub-piston cavity of the hydraulic actuator cylinder for communication with it during the piston stroke down, and the high-pressure cavity through the check valve is connected to the pneumatic accumulator and through the second non-return valve and distributor to the supra-piston cavity of the hydraulic actuator cylinder for communication with during the upward stroke of the piston, and by flow shutoffs, one of which is installed in the pipeline, which communicates the piston cavity of the cylinder with a pneumatic accumulator m, and the second - in the pipeline, which communicates the high-pressure cavity of the multiplier with the drain line.
Гидропривод глубинного штангового насоса снабжен системой сброса избыточного давления, включающей предохранительные клапаны, установленные в трубопроводах, сообщающих с линией слива рабочей жидкости трубопровод подачи рабочей жидкости от силового насоса в распределитель, трубопровод подачи рабочей жидкости от распределителя в полость высокого давления мультипликатора, трубопровод подачи рабочей жидкости из гидроприводного цилиндра в пневмогидроаккумулятор, трубопровод подачи рабочей жидкости из распределителя в полость низкого давления мультипликатора.The hydraulic drive of the deep-well sucker-rod pump is equipped with an overpressure relief system, including safety valves installed in the pipelines, which connect the working fluid supply line from the power pump to the distributor, the working fluid supply pipeline from the distributor to the high pressure cavity of the multiplier, the working fluid supply pipeline from a hydraulic actuator cylinder to a pneumatic accumulator, a pipeline for supplying working fluid from a distributor to a low cavity pressure multiplier.
Система реверсирования может быть электронной. Она включает взаимодействующий со штоком верхний и нижний индуктивные бесконтактные выключатели и управляемый ими электромагнитный гидравлический переключатель, подающий рабочую жидкость к распределителю и отсекателям потока для перемены положения их рабочих органов.The reversing system may be electronic. It includes the upper and lower inductive proximity switches interacting with the rod and the electromagnetic hydraulic switch controlled by them, which supplies the working fluid to the distributor and flow shutoffs to change the position of their working bodies.
Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема гидропривода глубинного штангового насоса.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a hydraulic drive of a deep-well pump.
Гидропривод глубинного штангового насоса содержит гидроприводной цилиндр 1 с поршнем 2 и штоком 3, емкость 4 для хранения рабочей жидкости и подключенный к ней силовой насос 5, нагнетатетельный трубопровод 6 которого подключен к распределителю 7 для подачи рабочей жидкости. Распределитель 7 предназначен для попеременной подачи рабочей жидкости в надпоршневую полость 8 и в подпоршневую полость 9 цилиндра 1. К трубопроводу 10, сообщающему распределитель с подпоршневой полостью 9, трубопроводом 11 через отсекатель 12 подключен пневмогидроаккумулятор 13, к которому трубопроводом 14 через обратный клапан 15 камерой 16 высокого давления подключен мультипликатор 17. Кроме того, к камере 16 высокого давления мультипликатора трубопроводом 18 через обратный клапан 19 подключен распределитель 7, а камера 20 низкого давления трубопроводом 21 через отсекатель 22 сообщается с линией 23 слива рабочей жидкости в емкость 4 и трубопроводом 24 - с распределителем 7.The hydraulic drive of the deep-well sucker rod pump contains a hydraulic drive cylinder 1 with a piston 2 and a rod 3, a reservoir 4 for storing the working fluid and a power pump 5 connected to it, the discharge pipe 6 of which is connected to the distributor 7 for supplying the working fluid. The distributor 7 is designed for alternately supplying the working fluid to the supra-piston cavity 8 and to the sub-piston cavity 9 of the cylinder 1. A pneumatic accumulator 13 is connected to the pipeline 10, which communicates with the sub-piston cavity 9, by a pipe 11 through a shutter 12, to which by a pipe 14 through the check valve 15 by a camera 16 a high pressure multiplier 17 is connected. In addition, a distributor 7 is connected to the high pressure chamber 16 of the multiplier by a pipe 18 through a non-return valve 19, and a low pressure chamber 20 is connected wire 21 through cutoff 22 communicates with the line 23 of the discharge of the working fluid into the tank 4 and the pipe 24 with the distributor 7.
Система реверсирования, предназначенная для изменения направления хода поршня 2, включает верхний и нижний индуктивные бесконтактные выключатели 25 и 26, с которых электрический сигнал поступает на электромагнитный гидравлический переключатель 27, подающий по трубопроводам (показаны пунктиром) рабочую жидкость (управляющий гидравлический сигнал) к рабочим органам распределителя 7 и отсекателей 12 и 22 для перемены их положения (переключения) из крайнего левого в крайнее правое и наоборот. Для реверсирования может быть использована любая иная система, например механическая, когда переключатель, выполненный в виде золотника, взаимодействует непосредственно со штоком 3.The reversal system, designed to change the direction of stroke of the piston 2, includes upper and lower inductive proximity switches 25 and 26, from which the electric signal is supplied to the electromagnetic hydraulic switch 27, which supplies the working fluid (hydraulic control signal) through the pipelines (dotted line) to the working bodies the distributor 7 and the shutoffs 12 and 22 to change their position (switch) from the far left to the far right and vice versa. For reversing, any other system can be used, for example, mechanical, when the switch, made in the form of a spool, interacts directly with the stem 3.
Для поддержания заданных параметров по давлению гидропривод снабжен системой сброса избыточного давления, которая включает трубопроводы с предохранительными клапанами 28, 29, 30 и 31, которые сообщают с линией 23 слива рабочей жидкости, соответственно, трубопровод 6 подачи рабочей жидкости от силового насоса 5 в распределитель 7, трубопровод 18 подачи рабочей жидкости от распределителя в полость высокого давления мультипликатора 17, трубопровод 11 подачи рабочей жидкости из цилиндра 1 в пневмогидроаккумулятор 13, трубопровод 24 подачи рабочей жидкости из распределителя 7 в камеру низкого давления мультипликатора.To maintain the preset pressure parameters, the hydraulic actuator is equipped with an overpressure relief system, which includes pipelines with safety valves 28, 29, 30 and 31, which communicate with the working fluid drain line 23, respectively, the working fluid supply pipe 6 from the power pump 5 to the distributor 7 , the working fluid supply pipe 18 from the distributor to the high pressure cavity of the multiplier 17, the working fluid supply pipe 11 from the cylinder 1 to the pneumatic accumulator 13, the working fluid supply pipe 24 spine of the distributor 7 in the low pressure chamber of the multiplier.
Гидропривод монтируется непосредственно на верхнем фланце трубной головки арматуры скважины, оборудованной штанговым глубинным насосом (ШГН), при этом рама гидропривода может быть изготовлена из труб, полость которых используется в качестве емкостей для рабочей жидкости.The hydraulic actuator is mounted directly on the upper flange of the pipe head of the well reinforcement equipped with a deep-well pump (SHG), while the hydraulic drive frame can be made of pipes, the cavity of which is used as containers for the working fluid.
В исходном положении (при выключенном гидроприводе) поршень 2 гидроприводного цилиндра 1 находится в крайнем нижнем положении, а полумуфта 32 штока 3 занимает положение напротив нижнего индуктивного бесконтактного выключателя (датчика положения) 26.In the initial position (with the hydraulic actuator off), the piston 2 of the hydraulic actuator cylinder 1 is in the lowest position, and the coupling half 32 of the rod 3 is opposite the lower inductive proximity switch (position sensor) 26.
При включении электродвигателя силового насоса 5 одновременно включается электронная система управления. Электрический сигнал подается на левый электромагнит электромагнитного переключателя 27, рабочий орган которого занимает крайнюю левую позицию (как показано на чертеже). От электромагнитного переключателя 27 жидкость под давлением поступает к распределителю 7 и отсекателям 12 и 22, рабочие органы которых также занимают крайнюю левую позицию. Рабочая жидкость силовым насосом 5 через распределитель 7 подается в нижнюю подпоршневую полость 9 цилиндра 1. Поскольку зарядка пневмогидроаккумулятора 13 составляет максимальную величину давления в полостях гидроприводного цилиндра 1, которое регулируется предохранительным клапаном 28, то величина расхода рабочей жидкости в пневмогидроаккумулятор 13 по трубопроводу 11 практически равна нулю.When you turn on the electric motor of the power pump 5, the electronic control system is simultaneously turned on. An electrical signal is supplied to the left electromagnet of the electromagnetic switch 27, the working body of which occupies the leftmost position (as shown in the drawing). From the electromagnetic switch 27, the liquid under pressure flows to the distributor 7 and the shutoffs 12 and 22, the working bodies of which also occupy the leftmost position. The working fluid by the power pump 5 through the distributor 7 is fed into the lower piston cavity 9 of the cylinder 1. Since the charging of the hydraulic accumulator 13 is the maximum pressure in the cavities of the hydraulic actuator cylinder 1, which is regulated by the safety valve 28, the flow rate of the working fluid into the hydraulic accumulator 13 through the pipe 11 is practically equal to zero.
Рабочая жидкость из надпоршневой полости 8 цилиндра 1 через распределитель 7 и обратный клапан 19 поступает в правую полость 16 высокого давления мультипликатора 17 (величина давления в этой полости определяется предохранительным клапаном 29), поршень 34 мультипликатора 17 при этом перемещается в крайнее левое положение, а рабочая жидкость из левой полости 20 низкого давления через отсекатель 22 сливается в емкость 4. Излишки рабочей жидкости из полости 16 высокого давления сливаются в емкость 1 через предохранительный клапан 29.The working fluid from the over-piston cavity 8 of the cylinder 1 through the distributor 7 and the check valve 19 enters the right cavity 16 of the high pressure of the multiplier 17 (the pressure in this cavity is determined by the safety valve 29), the piston 34 of the multiplier 17 is moved to the extreme left position, and the working the liquid from the left low-pressure cavity 20 is discharged through the shutter 22 into the container 4. Excessive working fluid from the high-pressure cavity 16 is discharged into the container 1 through the safety valve 29.
При подходе полумуфты 32 штока 3 к верхнему индуктивному бесконтактному выключателю (датчику положения) 25 подается сигнал на правый электромагнит электрогидравлического переключателя 27, переводящий его рабочий орган в крайнее правое положение, что обеспечивает перевод рабочих органов распределителя 7 и отсекателей 12 и 22 также в крайнюю левую позицию, при этом отсекатели 12 и 22 перекрываются.When approaching the coupling half 32 of the rod 3 to the upper inductive proximity switch (position sensor) 25, a signal is sent to the right electromagnet of the electro-hydraulic switch 27, which translates its working body to the extreme right position, which ensures the transfer of the working bodies of the distributor 7 and the shut-off valves 12 and 22 also to the extreme left position, while the cutoffs 12 and 22 overlap.
Рабочая жидкость от силового насоса 5 через распределитель 7 поступает в верхнюю надпоршневую полость 8 цилиндра 1, а жидкость из подпоршневой полости 9 поступает в мультипликатор 17, в полость 20 низкого давления (левую), величина давления в которой определяется предохранительным клапаном 31. Рабочая жидкость из полости 16 высокого давления через обратный клапан 15 поступает в пневмогидроаккумулятор 13, заряжая его. Объем поступающей в пневмогидроаккумулятор жидкости определяется величиной настройки давления предохранительного клапана 30 и коэффициентом мультипликации мультипликатора 17.The working fluid from the power pump 5 through the distributor 7 enters the upper supra-piston cavity 8 of the cylinder 1, and the fluid from the sub-piston cavity 9 enters the multiplier 17, into the low-pressure cavity 20 (left), the pressure in which is determined by the safety valve 31. The working fluid from cavity 16 of the high pressure through the check valve 15 enters the pneumatic accumulator 13, charging it. The volume of fluid entering the pneumatic accumulator is determined by the pressure setting of the safety valve 30 and the multiplier of the multiplier 17.
После первого двойного (возвратно-поступательного) хода поршня 2 гидроприводного цилиндра 1 гидропривод приходит в начальное положение. Дальнейшая работа привода аналогична первоначальному циклу, но с той разницей, что при движении поршня вверх происходит суммирование расходов от насоса 5 и пневмогидроаккумулятора 13.After the first double (reciprocating) stroke of the piston 2 of the hydraulic actuating cylinder 1, the hydraulic actuator comes to its initial position. Further operation of the drive is similar to the initial cycle, but with the difference that when the piston moves upwards, the costs from the pump 5 and the pneumatic accumulator 13 are summed.
Для регулирования потока жидкости, поступающего от пневмогидроаккумулятора, установлен регулятор расхода 33, который за счет постоянного перепада давления на дросселирующей щели обеспечивает постоянную скорость движения поршня и штока гидроприводного цилиндра 1 независимо от нагрузки на нем.To regulate the fluid flow coming from the pneumatic accumulator, a flow regulator 33 is installed, which, due to the constant pressure drop across the throttle slit, ensures a constant speed of movement of the piston and rod of the hydraulic actuator cylinder 1, regardless of the load on it.
Поскольку при движении штока 2 цилиндра 1 и подвешенной к нему колонны штанг глубинного насоса вверх их скорость определяется расходом от силового насоса и пневмогидроаккумулятора, а при движении вниз - расходом от силового насоса, то скорость движения вверх значительно выше, чем скорость движения вниз. Это обеспечивает работу глубинно-насосного оборудования с наибольшим КПД, особенно на скважинах с большим газовым фактором.Since when the rod 2 of cylinder 1 and the column of rods of the deep pump are suspended upward, their speed is determined by the flow rate from the power pump and the pneumatic accumulator, and when moving downward by the flow rate from the power pump, the upward speed is much higher than the downward speed. This ensures the operation of deep-well pumping equipment with the highest efficiency, especially in wells with a large gas factor.
Перемещая выключатели 25 и 26, можно изменять длину хода поршня 2, а следовательно, и длину хода плунжера глубинного штангового насоса.By moving the switches 25 and 26, it is possible to change the stroke length of the piston 2, and therefore the stroke length of the plunger of the deep-well pump.
Преимуществом привода является то, что слив жидкости при ходе поршня 2 осуществляется не непосредственно в емкость, а проходит через мультипликатор и пневмогидроаккумулятор. Для привода не требуется система компенсации утечек.The advantage of the drive is that the liquid is drained during the course of the piston 2 not directly into the tank, but passes through the multiplier and the pneumatic accumulator. The drive does not require a leak compensation system.
Уравновешивание составляет до 60% нагрузки на штоке при ходе поршня вверх и может регулироваться с помощью предохранительного клапана.Balancing makes up to 60% of the load on the rod during the upward stroke of the piston and can be adjusted using a safety valve.
Гидропривод обеспечивает режим работы штангового насоса при номинальной нагрузке на штоке 80 кН и температуре окружающего воздуха от -50 до +40°С.The hydraulic actuator provides the operation mode of the sucker rod pump at a nominal rod load of 80 kN and an ambient temperature of -50 to + 40 ° С.
Датчик 35 температуры, датчик 36 уровня и датчики 37 и 38 давления, которыми снабжен гидропривод, предназначены для аварийного отключения привода. Они же могут использоваться для автоматического включения, когда контролируемые параметры приходят в норму.The temperature sensor 35, the level sensor 36 and the pressure sensors 37 and 38, which are equipped with a hydraulic actuator, are designed for emergency shutdown of the actuator. They can also be used to automatically turn on when the monitored parameters return to normal.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003110820/06A RU2241854C1 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003110820/06A RU2241854C1 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003110820A RU2003110820A (en) | 2004-10-10 |
| RU2241854C1 true RU2241854C1 (en) | 2004-12-10 |
Family
ID=34387886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003110820/06A RU2241854C1 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2241854C1 (en) |
-
2003
- 2003-04-15 RU RU2003110820/06A patent/RU2241854C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МОЛЧАНОВ А.Г. Гидроприводные штанговые скважинные насосные установки. - М.: Недра, 1982, с.26, рис.1.9. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105443478B (en) | Fluid pressure drive device with fast travel and load stroke | |
| US20090041596A1 (en) | Downhole Electric Driven Pump Unit | |
| RU52125U1 (en) | ELECTRIC HYDRAULIC DRIVE PUMP UNIT | |
| CA2940124C (en) | Hydraulically driven bellows pump | |
| US10612531B2 (en) | Hydraulically-driven double-acting mud pump | |
| EP0118497A4 (en) | Hydraulically actuated bore and well pump. | |
| RU2241854C1 (en) | Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive | |
| CN203702099U (en) | Automatic reversing locked hydraulic driving rod-less oil extraction device | |
| RU151393U1 (en) | DUAL ACTION Borehole Pump | |
| RU2277644C1 (en) | Hydraulic drive of deep-well sucker-rod pump | |
| CN108730145B (en) | Hydraulic slurry pump | |
| RU55894U1 (en) | WELL PUMP HYDRAULIC DRIVE | |
| CN105649963A (en) | Closed hydraulically driven rodless oil recovery device capable of automatically reversing | |
| RU2289038C1 (en) | Hydraulic drive for deep-well sucker-rod pump | |
| RU2622579C2 (en) | Drill boring opposed pump | |
| CN219888030U (en) | Hydraulic plunger water injection device | |
| RU2812819C1 (en) | Method of well oil production | |
| RU2677955C1 (en) | Submersible plunger pump | |
| RU2439367C1 (en) | Downhole hydraulically driven pump assembly | |
| RU2303711C1 (en) | Well pump hydraulic drive | |
| RU2344319C2 (en) | Hydraulic drive of sucker-rod well pump | |
| RU2278995C2 (en) | Hydraulic drive of lifting device | |
| AU2016286170B2 (en) | Variable blow hydraulic hammer | |
| CN108679015B (en) | Hydraulically driven slurry pump | |
| RU152082U1 (en) | HYDRAULIC DRIVE BRAKE DEPTH PUMP |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080416 |