Скважинный электроплунжерный насос

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти из скважин бесштанговыми глубинными насосами. Скважинный электроплунжерный насос включает электродвигатель, редуктор, шток, цилиндр и полый плунжер, выполненный с замкнутым рядом внутренних винтовых канавок. По канавкам возвратно-поступательно перемещается палец-шпонка, свободно вращающийся в гнезде гайки с проходными отверстиями. Гайка жестко сочленена со штоком, который соединен с редуктором электродвигателя. В верхней части цилиндр выполнен с направляющим пазом, в котором перемещается направляющий палец, закрепленный в верхней части полого плунжера. В нижней части полый плунжер сочленен с нагнетательным клапаном. Технический результат: бесштанговая эксплуатация глубинного плунжерного насоса, отсутствие станка-качалки. 4 ил.

 

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти из скважин бесштанговыми глубинными насосами.

Известен скважинный электроплунжерный насос [Патент РФ №2177563, МПК F04B 47/06, опубликован 27.12.2001], включающий плунжерный насос, электродвигатель с реверсивным передаточным механизмом, зубчатая передача которого приводит во вращение два одинаковых спараллеленных колеса на общей оси вращения, имеющих общий шип между ними и шатун (шток), образующих кривошипный механизм, который преобразует вращение этих колес в возвратно-поступательное движение шатуна плунжерного насоса.

Привод этого насоса имеет очень малый ход шатуна (несколько сантиметров), ограниченный малыми размерами спараллеленных колес, помещающихся в малых поперечных размерах насоса. Поэтому он не пригоден для плунжерного насоса, работающего в нефтяных скважинах. Шариковые клапаны (всасывающий и нагнетательный) при малом ходе штока срабатывают ненадежно при прокачке вязкой нефти. Поэтому обычная длина хода плунжера нефтяных насосов составляет несколько метров.

Известен скважинный электроплунжерный насос (прототип) [Патент РФ №2550858, МПК F04B 47/06, опубликован 20.05.2015], включающий плунжерный насос, электродвигатель и реверсивный механизм, состоящий из замкнутой продольной винтовой канавки на внутренней поверхности плунжера и шариков, двигающихся в этих канавках и обеспечивающих кинематическую связь и возвратно-поступательное движение плунжера.

Однако, обладая несколько большим ходом плунжера за счет большей длины замкнутой винтовой канавки, по сравнению с кривошипным механизмом у аналога, шариковый привод обладает тем же недостатком - малым ходом плунжера насоса. К тому же, если у аналога есть редуктор, то прототипа его нет. Поэтому возвратно-поступательное движение плунжера осуществляется в нем с большой частотой и шариковые клапаны насоса работают неэффективно при перекачке вязкой нефти. Шарики зависают в нефти, опаздывая с открытием и закрытием входных и выходных отверстий в седлах. К тому же, электродвигатель в прототипе не охлаждается, так как он находится ниже насоса в застойной зоне, равной длине типового погружного электродвигатели (ПЭД) от 3 до 10 м (в зависимости от мощности применяемого электродвигателя).

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом скважинном электроплунжерном насосе полый плунжер выполнен с замкнутым рядом внутренних винтовых канавок, по которым возвратно-поступательно перемещается палец-шпонка, свободно вращающийся в гнезде гайки с проходными отверстиями, гайка жестко сочленена со штоком, который соединен с редуктором электродвигателя, в верхней части цилиндр выполнен с направляющим пазом, в котором перемещается направляющий палец, закрепленный в верхней части полого плунжера, а в нижней части полый плунжер сочленен с нагнетательным клапаном.

На фиг. 1 показан разрез общего вида предлагаемого скважинного электроплунжерного насоса: 1 - насосно-компрессорная труба; 2 - кабель; 3 - корпус; 4 - электродвигатель; 5 - редуктор; 6 - шток; 7 - уплотнение цилиндра; 8 - цилиндр; 9 - полый плунжер; 10 - направляющий палец; 11 - направляющий паз в цилиндре; 12 - вращающийся палец-шпонка; 13 - гайка; 14 - проходные отверстия в гайке; 15 - канавки; 16 - нагнетательный клапан; 17 - проходные отверстия; 18 - уплотнение нагнетательного клапана; 19 - шарик нагнетательного клапана; 20 - седло нагнетательного клапана; 21 - шарик всасывающего клапана; 22 - седло всасывающего клапана.

На фиг. 2 показан разрез по линии А-А: 8 - цилиндр; 9 - полый плунжер; 12 - вращающийся палец-шпонка; 13 - гайка; 14 - проходные отверстия в гайке; 15 - канавка.

На фиг. 3 схематично показан замкнутый ряд канавок на внутренней поверхности полого плунжера: 15 - канавки.

На фиг. 4 показан вид в разрезе Б-Б вращающегося пальца-шпонки на перекрестке канавок: 12 - вращающийся палец-шпонка; 15 - перекресток канавок.

Предлагаемый скважинный электроплунжерный насос (фиг. 1) включает в себя корпус 3, питаемый через кабель 2 электродвигатель 4 с редуктором 5, шток 6 с жестко сочлененной гайкой 13, перемещающейся в полом плунжере 9, который скользит направляющим пальцем 10 в направляющем пазу 11 цилиндра 8 с уплотнением 7 между корпусом 3 насоса. В гайке 13 с проходными отверстиями 14 выполнено гнездо (фиг. 2), в котором размещен вращающийся палец-шпонка 12, скользящий в канавках 15 при вращении гайки 13. Палец-шпонка 12 скользит в многовитковой винтовой замкнутой канавке 15 (фиг. 3), выполненной на внутренней поверхности плунжера 9, переводя его в верхнем и нижнем положениях в реверс возвратно-поступательного движения. На перекрестках винтовых канавок 15 (фиг. 4) шпонка, соединенная с вращающимся пальцем 12, надежно проходит перекресток только в одном из направлений (как на перекрестке железнодорожных путей). В нижней части с полым плунжером 9 резьбовым соединением герметично с помощью уплотнения 18 сочленен нагнетательный клапан 16 с проходными отверстиями 17 и шариком 19 с седлом 20. В нижней части цилиндра 8 расположен всасывающий клапан с всасывающим шариком 21 и седлом 22.

Скважинный электроплунжерный насос работает следующим образом.

Насос спускается в скважину (фиг. 1) на насосно-компрессорных трубах 1 в продуктивный пласт. Электродвигатель 4 с помощью герметичного «мокрого контакта» подключается к спускаемому кабелю 2, запускается и через редуктор 5 приводит во вращение шток 6 с жестко посаженной гайкой 13. Последняя с помощью пальца-шпонки 12, вращающегося в гнезде гайки 13 (фиг. 2), перемещает полый плунжер 9 поочередно вверх и вниз. Вращающийся палец-шпонка 12 скользит в замкнутом ряде канавок 15 (фиг. 3). В нижнем положении полого плунжера 9 вращающийся палец-шпонка 12 непрерывно переходит из последнего поднимающегося витка канавки 15 в ниспадающий виток замкнутой канавки, совершая реверс возвратно-поступательного движения полого плунжера 9, и последний перемещается вверх, осуществляя нагнетание нефти нагнетательным клапаном 16. Входное отверстие при этом в седле 20 закрыто шариком 19. Одновременно происходит всасывание нефти всасывающим клапаном через открытое шариком 21 отверстие в седле 22. При этом плунжер 9 направляющим пальцем 10 скользит в пазе 11 цилиндра, удерживая полый плунжер 9 от вращения вместе с гайкой 13. В верхнем положении полого плунжера 9 осуществляется аналогичный реверс возвратно-поступательного движения его вниз. Вращающийся палец-шпонка 12 переходит из последнего ниспадающего витка замкнутой канавки 15 в поднимающийся и полый плунжер 9 начинает движение вниз, осуществляя наполнение его полости нефтью. Замкнутый ряд винтовых канавок 15 обеспечивают необходимую (типовую) длину хода полого плунжера 9.

Технический эффект: бесштанговая эксплуатация глубинного плунжерного насоса, отсутствие станка-качалки.

Скважинный электроплунжерный насос, включающий корпус, электродвигатель, редуктор, шток, цилиндр, полый плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны, отличающийся тем, что полый плунжер выполнен с замкнутым рядом внутренних винтовых канавок, по которым возвратно-поступательно перемещается палец-шпонка, свободно вращающийся в гнезде гайки с проходными отверстиями, гайка жестко сочленена со штоком, который соединен с редуктором электродвигателя, в верхней части цилиндр выполнен с направляющим пазом, в котором перемещается направляющий палец, закрепленный в верхней части полого плунжера, а в нижней части полый плунжер сочленен с нагнетательным клапаном.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к установкам с насосами объемного действия, приводимыми в движение погружным линейным электродвигателем, для добычи пластовых жидкостей из скважин.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к гибким соединениям модульных секций насосов. Муфта содержит два корпуса, установленные с возможностью относительного углового смещения, ведущий и ведомый валы.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в качестве вспомогательного насоса в составе гидроприводных погружных скважинных установок для добычи нефти.

Изобретение относится к скважинному гидравлическому насосу для обеспечения давления текучей среды во время скважинных работ. Технический результат - повышение гидравлической мощности скважинного гидравлического насоса.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применена для перекачки жидкости из нижнего обводненного пласта в верхние нефтеносные пласты скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для скважинной добычи нефти скважинными насосами. Бесштанговый насос 1 установлен на погружном двигателе 2.

Изобретение относится к оборудованию для подъема пластовой жидкости из скважин. Установка содержит цилиндрический линейный асинхронный электродвигатель (ЛАД), статор 1 которого охватывает плунжер-ротор 2.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к насосному оборудованию нефтедобычи. Установка содержит корпус (1), линейный электродвигатель (2), вторичный элемент (7), плунжеры (8, 9), цилиндры (10, 11), две пары входных и выходных клапанов (14, 15) и (17, 18).

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти. Насосный агрегат содержит корпус, всасывающий клапан, нагнетательный клапан, ротор, статор и индукционные катушки.

Изобретение относится к скважинным плунжерным насосам с нижним приводом и найдет применение при добыче с больших глубин жидких полезных ископаемых, таких как нефти, в том числе и высоковязкие, рассолы и другие.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для подъема скважинной жидкости. Погружная нефтедобывающая установка с плунжерным насосом содержит редуктор, электродвигатель с гидрозащитой, ведущий вал которого соединен с винтом шаровинтовой пары, находящейся в корпусе редуктора и соединенной со штангой привода насоса, уплотненной в корпусе и связанной с гайкой посредством полого штока, охватывающего винт, демпферы, установленные в нижней части корпуса редуктора, и станцию управления. В верхней части корпуса редуктора размещена камера глушения, позволяющая избежать пульсаций давления при движении плунжера, перед которой установлены демпферы. Станция управления снабжена блоком управления ходом гайки шаровинтовой пары, обеспечивающим безударный реверс гайки. Повышается надежность работы установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти из скважин бесштанговыми глубинными насосами. Скважинный электроплунжерный насос включает электродвигатель, редуктор, шток, цилиндр и полый плунжер, выполненный с замкнутым рядом внутренних винтовых канавок. По канавкам возвратно-поступательно перемещается палец-шпонка, свободно вращающийся в гнезде гайки с проходными отверстиями. Гайка жестко сочленена со штоком, который соединен с редуктором электродвигателя. В верхней части цилиндр выполнен с направляющим пазом, в котором перемещается направляющий палец, закрепленный в верхней части полого плунжера. В нижней части полый плунжер сочленен с нагнетательным клапаном. Технический результат: бесштанговая эксплуатация глубинного плунжерного насоса, отсутствие станка-качалки. 4 ил.

Наверх