RU93898U1 - WELL ELECTRIC HYDRAULIC DRIVE SCREW PUMP UNIT - Google Patents

Abstract

Скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, соединенный посредством гидрозащиты с валом маслонасоса и гидродвигатель героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода с предохранительным клапаном к маслонасосу, при этом вал гидродвигателя соединен через вал гидрозащиты и промежуточный вал с шарнирными муфтами с валом винтового насоса, а корпуса винтового насоса и гидрозащиты соединены между собой перфорированной обечайкой, охватывающей промежуточный вал с шарнарными муфтами, при этом отношение объемной производительности маслонасоса к объемной характеристике гидродвигателя равно передаточному отношению числа оборотов электродвигателя к числу оборотов гидродвигателя, отличающийся тем, что в качестве маслонасоса использован шестеренный маслонасос с внутренним зацеплением, промежуточный вал выполнен полым и в нем размещены два поршня, пространство между поршнями сообщено через отверстие в стенке промежуточного вала с окружающим насосный агрегат пространством, а пространство между поршнями и шарнирными муфтами заполнено смазкой пяты шарниров шарнирных муфт, выполненных с охватывающими их резиновыми диафрагмами, при этом гидрозащита гидродвигателя и гидрозащита электродвигателя снабжены радиальными и упорными шарикоподшипниками для восприятия осевой нагрузки с поршнями для компенсации изменения объема масла. A borehole electrohydraulic screw pump assembly comprising a submersible motor connected by hydraulic protection to the oil pump shaft and a gerotor type hydraulic motor, the latter being connected via a pipeline with a safety valve to the oil pump, while the hydraulic motor shaft is connected via a hydraulic protection shaft and an intermediate shaft with hinged pump couplings to the shaft of the pump and the screw pump and hydroprotection housings are interconnected by a perforated shell covering the intermediate shaft with hinged couplings, the ratio of the volumetric performance of the oil pump to the volumetric characteristic of the hydraulic motor is equal to the gear ratio of the number of revolutions of the electric motor to the number of revolutions of the hydraulic motor, characterized in that the gear oil pump with internal gearing is used as the oil pump, the intermediate shaft is hollow and two pistons are placed in it, the space between the pistons is communicated through a hole in the wall of the intermediate shaft with the space surrounding the pump unit, and the space between EDSS and hinge sleeves filled with grease heel joints hinged couplings performed with covering them with rubber diaphragms, wherein hydroprotection hydroprotection hydraulic motor and provided with radial and thrust ball bearing for sensing the axial load piston to compensate for changes in the oil volume.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к скважинным насосным агрегатам для добычи вязкой нефти.The utility model relates to the field of engineering, in particular to downhole pumping units for the production of viscous oil.

Известен скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, маслонасос с предохранительным клапаном, маслобак с фильтром тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла, насос и гидродвигатель героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода к аксиально-поршневому маслонасосу, а в качестве насоса использован винтовой насос, соединенный через вал гидрозащиты с гидродвигателем, при этом отношение объемной производительности маслонасоса к объемной характеристике гидродвигателя определяет передаточное отношение числа оборотов электродвигателя к числу оборотов гидродвигателя, (см. патент на полезную модель RU №51128, кл. F04B 47/08, 05.08.2005)A well-known borehole electrohydraulic pump unit comprising a submersible electric motor, an oil pump with a safety valve, an oil tank with a fine oil filter, a volume expansion compensator for oil, a pump and a gerotor type hydraulic motor, the latter being connected via a pipe to an axial piston oil pump, and a screw pump is used as a pump a pump connected through a hydraulic protection shaft to a hydraulic motor, while the ratio of the volumetric performance of the oil pump to the volumetric characteristic The hydraulic motor determines the gear ratio of the number of revolutions of the electric motor to the number of revolutions of the hydraulic motor, (see utility model patent RU No. 51128, class F04B 47/08, 08/05/2005)

Недостатком известного устройства является то, что из-за несоосности валов гидрозащиты и винтового насоса при работе возникают радиальные биения, что приводит к снижению ресурса работы скважинного электрогидроприводного насосного агрегата. Кроме того, конструкция устройства не позволяет использовать гидрозащиту для компенсации осевых нагрузок, которые возникают при работе винтового насоса, что также приводит к снижению ресурса работы винтового насоса и, как следствие, всего скважинного электрогидроприводного насосного агрегатаA disadvantage of the known device is that due to the misalignment of the shafts of the hydraulic protection and the screw pump, radial runouts occur during operation, which leads to a decrease in the service life of the borehole electro-hydraulic pump unit. In addition, the design of the device does not allow the use of hydraulic protection to compensate for axial loads that occur during the operation of the screw pump, which also leads to a decrease in the service life of the screw pump and, as a consequence, the entire borehole electrohydraulic pump unit

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, соединенный посредством гидрозащиты с валом маслонасоса и гидродвигатель героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода с предохранительным клапаном к маслонасосу, при этом вал гидродвигателя соединен через вал гидрозащиты и промежуточный вал с шарнирными муфтами с валом винтового насоса, а корпуса винтового насоса и гидрозащиты соединены между собой перфорированной обечайкой охватывающей промежуточный вал с шарнирными муфтами, при этом отношение объемной производительности маслонасоса к объемной характеристике гидродвигателя равно передаточному отношению числа оборотов электродвигателя к числу оборотов гидродвигателя (см. патент на полезную модель RU №63000, кл. F04B 47/08, 10.05.2007)The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a borehole electrohydraulic screw pump unit containing a submersible motor connected by hydraulic protection to the oil pump shaft and a gerotor type hydraulic motor, the latter being connected via a pipeline with a safety valve to the oil pump, while the hydraulic motor shaft is connected through hydroprotection shaft and countershaft with articulated couplings with a screw pump shaft, and a screw pump housing hydraulic protections are interconnected by a perforated shell covering the intermediate shaft with articulated couplings, while the ratio of the volumetric performance of the oil pump to the volumetric characteristic of the hydraulic motor is equal to the gear ratio of the number of revolutions of the electric motor to the number of revolutions of the hydraulic motor (see utility model patent RU No. 63000, class F04B 47/08 05/10/2007)

Недостатком этого устройства является то, что имеет место большой нагрев масла в гидроприводе, недостаточная смазку шарнирных муфт промежуточного вала, что приводит к их износу а также износу пяты гидрозащиты электродвигателя и гидрозащиты гидродвигателя, воспринимающего осевую нагрузку от ротора винтового насоса. Кроме того, компенсация изменений объема масла электродвигателя и гидродвигателя в гидрозащите резиновыми диафрагмами уменьшает теплоотвод пластовой жидкостью.The disadvantage of this device is that there is a large heating of the oil in the hydraulic drive, insufficient lubrication of the articulated couplings of the intermediate shaft, which leads to their wear and also to the wear of the heel of the hydraulic protection of the electric motor and the hydraulic protection of the hydraulic motor, which receives the axial load from the rotor of the screw pump. In addition, the compensation of changes in the volume of oil of the electric motor and the hydraulic motor in hydroprotection with rubber diaphragms reduces the heat removal of the reservoir fluid.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является улучшение теплоотвода от масла в гидроприводе и смазки шарнирных муфт промежуточного вала.The objective to which the present utility model is directed is to improve the heat removal from the oil in the hydraulic drive and the lubrication of the articulated couplings of the intermediate shaft.

Техническим результатом, который достигается при реализации полезной модели, является повышение надежности и ресурса работы скважинного электрогидроприводного винтового насосного агрегата.The technical result that is achieved by the implementation of the utility model is to increase the reliability and service life of a borehole electrohydraulic screw pump unit.

Указанная задача решается за счет того, что скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат содержит погружной электродвигатель, соединенный посредством гидрозащиты с валом маслонасоса и гидродвигатель героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода с предохранительным клапаном к маслонасосу, при этом вал гидродвигателя соединен через вал гидрозащиты и промежуточный вал с шарнирными муфтами с валом винтового насоса, а корпуса винтового насоса и гидрозащиты соединены между собой перфорированной обечайкой, охватывающей промежуточный вал с шарнарными муфтами, отношение объемной производительности маслонасоса к объемной характеристике гидродвигателя равно передаточному отношению числа оборотов электродвигателя к числу оборотов гидродвигателя, в качестве маслонасоса использован шестеренный маслонасос с внутренним зацеплением, промежуточный вал выполнен полым и в нем размещены два поршня, пространство между поршнями сообщено через отверстие в стенке промежуточного вала с окружающим насосный агрегат пространством, а пространство между поршнями и шарнирными муфтами заполнено смазкой пяты шарниров шарнирных муфт, выполненных с охватывающими их резиновыми диафрагмами, при этом гидрозащита гидродвигателя, и гидрозащита электродвигателя, снабжены радиальными и упорными шарикоподшипниками для восприятия осевой нагрузки с поршнями для компенсации изменения объема масла.This problem is solved due to the fact that the borehole electrohydraulic screw pump unit contains a submersible motor connected via hydraulic protection to the oil pump shaft and a gerotor type hydraulic motor, the latter being connected via a pipeline with a safety valve to the oil pump, while the hydraulic motor shaft is connected through the hydraulic protection shaft and the intermediate shaft with swivel couplings with a screw pump shaft, and the screw pump housing and hydraulic protection are interconnected perforated with a bolt covering the intermediate shaft with hinged couplings, the ratio of the volumetric performance of the oil pump to the volumetric characteristic of the hydraulic motor is equal to the gear ratio of the number of revolutions of the electric motor to the number of revolutions of the hydraulic motor, a gear oil pump with internal gearing is used as the oil pump, the intermediate shaft is hollow and two pistons are placed in it, space between the pistons it is communicated through a hole in the wall of the intermediate shaft with the space surrounding the pump unit, and the space between the pistons and the articulated couplings is filled with grease the heel joints of the articulated couplings made with rubber diaphragms covering them, while the hydraulic protection of the hydraulic motor and the hydraulic protection of the electric motor are equipped with radial and thrust ball bearings to absorb axial load with pistons to compensate for changes in oil volume.

Установка шестеренного маслонасоса с внутренним зацеплением а также подшипников качения и поршней в гидрозащите позволяет снизить потери на трение и нагрев масла электродвигателя и гидродвигателя, и уменьшить износ шарниров промежуточного вала за счет улучшения их смазки.The installation of a gear oil pump with internal gearing as well as rolling bearings and pistons in hydraulic protection allows to reduce friction and heating losses of electric motor and hydraulic motor oil, and to reduce wear on the joints of the intermediate shaft by improving their lubrication.

На чертеже представлен продольный разрез скважинного электрогидроприводного винтового насосного агрегата.The drawing shows a longitudinal section of a borehole electro-hydraulic screw pump unit.

Скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат содержит погружной, преимущественно асинхронный, электродвигатель 1, соединенный посредством гидрозащиты 2 с валом 3 маслонасоса 4 и гидродвигатель 5 героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода 6 с предохранительным клапаном 7 к маслонасосу 4. Вал 8 гидродвигателя 5 соединен через вал 9 гидрозащиты 10 и промежуточный вал 11 с шарнирными муфтами 12 с валом 13 винтового насоса 14, а корпуса 15 и 16, соответственно, винтового насоса 14 и гидрозащиты 10 соединены между собой перфорированной обечайкой 17 охватывающей промежуточный вал 11 с шарнирными муфтами 12. Отношение объемной производительности маслонасоса 4 к объемной характеристике гидродвигателя 5 равно передаточному отношению числа оборотов электродвигателя 1 к числу оборотов гидродвигателя 5. В качестве маслонасоса 4 использован шестеренный маслонасос с внутренним зацеплением. Промежуточный вал 11 выполнен полым и в нем размещены два поршня 18. Пространство между поршнями 18 сообщено через отверстие 19 в стенке 20 промежуточного вала 11 с окружающим насосный агрегат пространством. Пространство между поршнями 18 и шарнирными муфтами 12 заполнено смазкой пяты шарниров шарнирных муфт 12, выполненных с охватывающими их резиновыми диафрагмами 21. Гидрозащита 10 гидродвигателя 5 и гидрозащита 2 электродвигателя 1, снабжены радиальными 22 и упорными 23 шарикоподшипниками для восприятия осевой нагрузки с поршнями 24 для компенсации изменения объема масла.The borehole electric hydraulic screw pump unit contains a submersible, mainly asynchronous, electric motor 1 connected by means of hydraulic protection 2 to the shaft 3 of the oil pump 4 and a hydraulic motor 5 of the gerotor type, the latter being connected via a pipe 6 with a safety valve 7 to the oil pump 4. The shaft 8 of the hydraulic motor 5 is connected through a shaft 9 hydraulic protection 10 and the intermediate shaft 11 with articulated couplings 12 with the shaft 13 of the screw pump 14, and the housing 15 and 16, respectively, of the screw pump 14 and hydraulic protection 10 are connected between fight perforated shroud 17 covering the intermediate shaft 11 with hinge couplings 12. The ratio of the volume efficiency of the oil pump 4 to the hydraulic motor 5 volume characteristic is equal to the ratio of the number of revolutions of the motor 1 to the number of revolutions of the hydraulic motor 5. As the oil pump 4 used gear oil pump with internal gearing. The intermediate shaft 11 is hollow and two pistons 18 are placed therein. The space between the pistons 18 is communicated through an opening 19 in the wall 20 of the intermediate shaft 11 with the space surrounding the pump unit. The space between the pistons 18 and the articulated couplings 12 is filled with grease of the heel of the joints of the articulated couplings 12, made with the rubber diaphragms 21 covering them. The hydraulic protection 10 of the hydraulic motor 5 and the hydraulic protection 2 of the electric motor 1 are provided with radial 22 and thrust 23 ball bearings to absorb axial load with pistons 24 for compensation changes in the volume of oil.

Скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат работает следующим образом:The downhole electro-hydraulic screw pump unit operates as follows:

Насосный агрегат спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (на чертеже не показана). После спуска насосного агрегата в скважину включается погружной электродвигатель 1, соединенный с валом 3 маслонасоса 4 через гидрозащиту 2. Маслонасос 4 по трубопроводу 6 подает масло в гидродвигатель 5, который через вал 9 гидрозащиты 10, установленный в шарикоподшипниках 22 и 23, передает крутящий момент через промежуточный вал 11 ротору 25 винтового насоса 14, при этом осевую нагрузку от ротора 25 воспринимает упорный шарикоподшипник 23 гидрозащиты 10. Для увеличения ресурса шарнирных муфт 12 промежуточный вал 11 снабжен поршнями 18 с масляными полостями, закрытыми резиновыми диафрагмами 21. При перегрузке винтового насоса срабатывает предохранительный клапан 7 и станция управления (не показана) отключает погружной электродвигатель 1 по величине тока нагрузки, превышающей оптимальное значение на 30-40%, и сообщение об остановке насосного агрегата передается на диспетчерский пункт для ликвидации причин остановки.The pump unit is lowered into the well on a string of tubing (not shown in the drawing). After the pump unit is lowered into the well, a submersible motor 1 is connected, connected to the shaft 3 of the oil pump 4 through hydraulic protection 2. The oil pump 4 through pipeline 6 supplies oil to the hydraulic motor 5, which transmits torque through the shaft 9 of the hydraulic protection 10 installed in ball bearings 22 and 23 through the intermediate shaft 11 to the rotor 25 of the screw pump 14, while the axial load from the rotor 25 is absorbed by the thrust ball bearing 23 of the hydraulic protection 10. To increase the life of the articulated couplings 12, the intermediate shaft 11 is equipped with pistons 18 with oil polo closed by rubber diaphragms 21. When the screw pump is overloaded, the safety valve 7 is activated and the control station (not shown) turns off the submersible motor 1 by the value of the load current exceeding the optimal value by 30-40%, and a message about the stop of the pump unit is transmitted to the control room to eliminate the reasons for stopping.

Настоящий скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат может быть использован в нефтедобывающей отрасли и преимущественно там, где производят добычу пластовой жидкости из малодебитных, вертикальных, искривленных и горизонтальных скважин.A true downhole electro-hydraulic screw pumping unit can be used in the oil industry and mainly where the production of produced fluid from low-production, vertical, curved and horizontal wells is carried out.

Claims (1)

Скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, соединенный посредством гидрозащиты с валом маслонасоса и гидродвигатель героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода с предохранительным клапаном к маслонасосу, при этом вал гидродвигателя соединен через вал гидрозащиты и промежуточный вал с шарнирными муфтами с валом винтового насоса, а корпуса винтового насоса и гидрозащиты соединены между собой перфорированной обечайкой, охватывающей промежуточный вал с шарнарными муфтами, при этом отношение объемной производительности маслонасоса к объемной характеристике гидродвигателя равно передаточному отношению числа оборотов электродвигателя к числу оборотов гидродвигателя, отличающийся тем, что в качестве маслонасоса использован шестеренный маслонасос с внутренним зацеплением, промежуточный вал выполнен полым и в нем размещены два поршня, пространство между поршнями сообщено через отверстие в стенке промежуточного вала с окружающим насосный агрегат пространством, а пространство между поршнями и шарнирными муфтами заполнено смазкой пяты шарниров шарнирных муфт, выполненных с охватывающими их резиновыми диафрагмами, при этом гидрозащита гидродвигателя и гидрозащита электродвигателя снабжены радиальными и упорными шарикоподшипниками для восприятия осевой нагрузки с поршнями для компенсации изменения объема масла.

A downhole electro-hydraulic screw pump assembly comprising a submersible motor connected by means of hydraulic protection to the oil pump shaft and a gerotor type hydraulic motor, the latter being connected via a pipeline with a safety valve to the oil pump, while the hydraulic motor shaft is connected via a hydraulic protection shaft and an intermediate shaft with hinged pump couplings to the shaft of the pump with screw joints and the screw pump and hydroprotection housings are interconnected by a perforated shell covering the intermediate shaft with hinged couplings, the ratio of the volumetric performance of the oil pump to the volumetric characteristic of the hydraulic motor is equal to the gear ratio of the number of revolutions of the electric motor to the number of revolutions of the hydraulic motor, characterized in that the gear oil pump with internal gearing is used as the oil pump, the intermediate shaft is hollow and two pistons are placed in it, the space between the pistons is communicated through a hole in the wall of the intermediate shaft with the space surrounding the pump unit, and the space between EDSS and hinge sleeves filled with grease heel joints hinged couplings performed with covering them with rubber diaphragms, wherein hydroprotection hydroprotection hydraulic motor and provided with radial and thrust ball bearing for sensing the axial load piston to compensate for changes in the oil volume.