RU2193694C1 - Controlled submersible electric centrifugal pumping unit - Google Patents
Controlled submersible electric centrifugal pumping unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193694C1 RU2193694C1 RU2001125884/06A RU2001125884A RU2193694C1 RU 2193694 C1 RU2193694 C1 RU 2193694C1 RU 2001125884/06 A RU2001125884/06 A RU 2001125884/06A RU 2001125884 A RU2001125884 A RU 2001125884A RU 2193694 C1 RU2193694 C1 RU 2193694C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- submersible electric
- electric centrifugal
- centrifugal pump
- pump
- control device
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012208 gear oil Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для добычи жидкости и может быть использовано в приводах погружных электроцентробежных насосов при эксплуатации нефтедобывающих скважин. The invention relates to equipment for the production of liquids and can be used in drives of submersible electric centrifugal pumps during the operation of oil wells.
Известно устройство [1] эксплуатации скважины погружным электроцентробежным насосом с частотно-регулируемым приводом. Управление режимом погружного электроцентробежного насоса происходит путем регулирования частоты питающего погружной электродвигатель напряжения до достижения заданных параметров работы погружного электроцентробежного насоса. Данная установка содержит электронные устройства, включающие тиристорный преобразователь частоты, управляющее устройство, датчик давления, датчик частоты выходного напряжения, датчик контроля мощности, датчик давления в скважине и датчик температуры. A device [1] for operating a well with a submersible electric centrifugal pump with a variable frequency drive is known. The control of the submersible electric centrifugal pump mode occurs by adjusting the frequency of the voltage supplying the submersible electric motor until the specified operating parameters of the submersible electric centrifugal pump are achieved. This installation contains electronic devices, including a thyristor frequency converter, a control device, a pressure sensor, an output voltage frequency sensor, a power control sensor, a well pressure sensor and a temperature sensor.
Недостатком этого устройства является сложность электронно-механических конструкций, содержащих комплекс электронных и электрических модулей и измерительных приборов. The disadvantage of this device is the complexity of electronic mechanical structures containing a complex of electronic and electrical modules and measuring instruments.
Наиболее близкой по устройству и функциональным возможностям к заявляемому является управляемая погружная электроцентробежная насосная установка [2], содержащая управляющее устройство, включающее в себя регулируемый дроссель, блок управления и датчик давления. Регулирование дебита и подачи насоса осуществляется изменением скорости вращения электродвигателя путем регулирования его частотной характеристики. Closest to the device and functionality to the claimed is a controlled submersible electric centrifugal pump unit [2], containing a control device including an adjustable throttle, a control unit and a pressure sensor. The flow rate and pump flow are controlled by changing the speed of the electric motor by adjusting its frequency response.
Недостатком известного устройства является сложность устройства и недостаточная надежность в связи с неустойчивой работой электронного оборудования. A disadvantage of the known device is the complexity of the device and the lack of reliability due to the unstable operation of electronic equipment.
Задача заявляемого изобретения - упростить конструкцию и повысить надежность устройства путем автоматического механического управления режимом работы погружного электроцентробежного насоса. The task of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the device by automatically mechanically controlling the operating mode of the submersible electric centrifugal pump.
Указанная задача решается тем, что в управляемой погружной электроцентробежной насосной установке, содержащей погружной электроцентробежный насос, погружной электродвигатель и управляющее устройство, управляющее устройство выполнено в виде дифференциального механизма, одно из центральных колес которого соединено с валом погружного электродвигателя, второе центральное колесо - с погружным электроцентробежным насосом, водило сателлитов дифференциального механизма соединено через повышающий редуктор с валом гидравлического шестеренчатого насоса, входной патрубок которого соединен с внутренней полостью наполненного маслом корпуса управляющего устройства, а выходной патрубок - с приоткрытым вентилем, к которому прикреплены поворотные подпружиненные лопасти, помещенные в поток скважинной жидкости. This problem is solved in that in a controlled submersible electric centrifugal pump installation containing a submersible electric centrifugal pump, a submersible electric motor and a control device, the control device is made in the form of a differential mechanism, one of the central wheels of which is connected to the shaft of the submersible electric motor, the second central wheel is with a submersible electric centrifugal pump the pump, the carrier of the differential gear satellites is connected via a reduction gear to the shaft of the hydraulic gear a step pump, the inlet pipe of which is connected to the internal cavity of the control device housing filled with oil, and the outlet pipe - with an ajar valve to which rotary spring-loaded blades are attached, placed in the flow of the well fluid.
На чертеже приведена схема устройства. The drawing shows a diagram of the device.
Вал погружного электродвигателя 1 соединен с одним из центральных колес 2 дифференциального механизма 3. Второе центральное колесо 4 дифференциального механизма 3 соединено с валом 5 погружного электроцентробежного насоса 6. Водило сателлитов 7 дифференциального механизма 3 через повышающий редуктор 8 соединено с валом гидравлического шестеренчатого насоса 9, входной патрубок 10 которого соединен с внутренней полостью наполненного маслом корпуса управляющего устройства, а выходной патрубок - с приоткрытым вентилем 11. К вентилю 11 присоединены две лопасти 12, стянутые пружиной 13. Управляющее устройство помещено в корпус 14, соединяющий погружной электродвигатель 1 и погружной электроцентробежный насос 6. The shaft of the submersible motor 1 is connected to one of the central wheels 2 of the differential mechanism 3. The second central wheel 4 of the differential mechanism 3 is connected to the shaft 5 of the submersible electric centrifugal pump 6. The carrier of the satellites 7 of the differential mechanism 3 is connected via a booster gear 8 to the shaft of the hydraulic gear pump 9, input the nozzle 10 of which is connected to the internal cavity of the control device case filled with oil, and the outlet nozzle - with the valve ajar 11. To the valve 11, connect us two blades 12, tightened by a spring 13. The control device is placed in the housing 14 connecting a submersible electric motor 1 and the electric submersible pump 6.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В начальный момент времени при подаче питания на погружной электродвигатель (в дальнейшем ПЭД) 1 вместе с валом ПЭД начинает вращаться центральное колесо 2 дифференциального механизма 3, соединенного с погружным электроцентробежным насосом 6 через вал 5. Через повышающий редуктор 8 водило сателлитов 7 соединено с шестеренчатым гидравлическим насосом 9. Входной патрубок 10 погружного электроцентробежного насоса 9 соединен с внутренней полостью корпуса 14 управляющего устройства, заполненного трансмиссионным маслом. Вращение гидравлического шестеренчатого насоса 9 приводит к перекачиванию масла из полости корпуса управляющего устройства 14 к вентилю 11, который наполовину закрыт. Дросселирование масла через вентиль 11 ведет к повышению давления на выходе гидравлического шестеренчатого насоса 9, что приводит к увеличению тормозного момента на водиле сателлитов 7 дифференциального механизма 3, что приводит к замедлению скорости вращения, а вал погружного электроцентробежного насоса 6 начинает увеличивать скорость вращения. Работа вала погружного электроцентробежного насоса 6 приводит к появлению потока скважинной жидкости в стволе скважины. Поток жидкости отклоняет лопасти 12, преодолевая усилие пружины 13. At the initial moment of time, when power is supplied to the submersible electric motor (hereinafter referred to as SEM) 1, together with the SEM shaft, the central wheel 2 of the differential mechanism 3 rotates, connected to the submersible electric centrifugal pump 6 through the shaft 5. Through the booster gear 8, the carrier of the satellites 7 is connected to the gear hydraulic pump 9. The inlet 10 of the submersible electric centrifugal pump 9 is connected to the internal cavity of the housing 14 of the control device, filled with gear oil. The rotation of the hydraulic gear pump 9 leads to pumping oil from the cavity of the housing of the control device 14 to the valve 11, which is half closed. The throttling of oil through the valve 11 leads to an increase in pressure at the output of the hydraulic gear pump 9, which leads to an increase in the braking torque on the carrier of the satellites 7 of the differential mechanism 3, which leads to a decrease in the rotation speed, and the shaft of the submersible electric centrifugal pump 6 begins to increase the rotation speed. The shaft of the submersible electric centrifugal pump 6 leads to the appearance of a flow of well fluid in the wellbore. The fluid flow deflects the blades 12, overcoming the force of the spring 13.
Тормозной момент Мт гидравлического шестеренчатого насоса 9 связан с характеристиками работы погружного электроцентробежного насоса выражением
где Q - подача погружного электроцентробежного насоса;
Δp - разность давлений на входе и выходе погружного электроцентробежного насоса;
ω - скорость вращения вала погружного электроцентробежного насоса.The braking torque M t of the hydraulic gear pump 9 is associated with the characteristics of the submersible electric centrifugal pump by the expression
where Q is the submersible electric centrifugal pump feed;
Δp is the pressure difference at the inlet and outlet of the submersible electric centrifugal pump;
ω is the speed of rotation of the shaft of a submersible electric centrifugal pump.
При снижении скорости жидкости, омывающей лопасти 12, они опускаются поперек потока, приоткрывая вентиль 11, давление на выходе гидравлического шестеренчатого насоса 9, а вместе с ним и тормозной момент на водиле сателлитов 7 дифференциального механизма 3 уменьшаются, водило сателлитов 7 начинает вращаться, а вал погружного электроцентробежного насоса 6 уменьшает скорость вращения, сохраняя неразрывность потока скважинкой жидкости. Масло, прошедшее через гидравлический шестеренчатый насос 9 и вентиль 11, возвращается в полость корпуса 14 управляющего устройства. When the speed of the liquid washing the blades 12 decreases, they lower across the flow, opening the valve 11, the pressure at the output of the hydraulic gear pump 9, and with it the braking torque on the satellite carrier 7 of the differential mechanism 3 decrease, the satellite carrier 7 starts to rotate, and the shaft submersible electric centrifugal pump 6 reduces the speed of rotation, while maintaining the continuity of the flow of the fluid well. The oil passing through the hydraulic gear pump 9 and valve 11 is returned to the cavity of the housing 14 of the control device.
При увеличении скорости жидкости, омывающей лопасти 12, они располагаются вдоль потока, прикрывая вентиль 11, давление на выходе гидравлического шестеренчатого насоса 9, а вместе с ним и тормозной момент на водиле сателлитов 7 дифференциального механизма 3, увеличиваются, водило сателлитов 7 начинает останавливаться, а вал погружного электроцентробежного насоса 6 увеличивает скорость вращения, сохраняя неразрывность потока скважинкой жидкости. With increasing speed of the fluid washing the blades 12, they are located along the flow, covering the valve 11, the pressure at the output of the hydraulic gear pump 9, and with it the braking moment on the carrier of the satellites 7 of the differential mechanism 3 increase, the carrier of the satellites 7 begins to stop, and the shaft of the submersible electric centrifugal pump 6 increases the speed of rotation, while maintaining the continuity of the flow of the fluid well.
Таким образом, в данном устройстве решается поставленная задача, а именно: повышена надежность устройства путем применения автоматического механического управления режимом погружного центробежного насоса, упрощена конструкция устройства. Thus, in this device, the task is solved, namely: the reliability of the device is improved by applying automatic mechanical control of the submersible centrifugal pump mode, the design of the device is simplified.
Источники информации
1. Патент на изобретение РФ 2057907, кл. Е 21 В 43/00, 1996.Sources of information
1. Patent for the invention of the Russian Federation 2057907, cl. E 21 B 43/00, 1996.
2. Свидетельство на полезную модель РФ 0007455, кл. F 04 B 47/06, 1998. 2. Certificate for a utility model of the Russian Federation 0007455, cl. F 04 B 47/06, 1998.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125884/06A RU2193694C1 (en) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Controlled submersible electric centrifugal pumping unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125884/06A RU2193694C1 (en) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Controlled submersible electric centrifugal pumping unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2193694C1 true RU2193694C1 (en) | 2002-11-27 |
Family
ID=20253283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001125884/06A RU2193694C1 (en) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Controlled submersible electric centrifugal pumping unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193694C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262079C2 (en) * | 2003-10-20 | 2005-10-10 | Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Method of connecting sensor unit to two-sectional submersible motor and sensor unit |
| RU170007U1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Transmission section of a submersible screw pump installation |
| RU2838322C1 (en) * | 2024-08-19 | 2025-04-14 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of controlling operation of electric variable frequency drive of submersible pump |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1094051A (en) * | 1964-01-13 | 1967-12-06 | Pumpindustri Ab | Centrifugal pump |
| RU2057907C1 (en) * | 1993-04-14 | 1996-04-10 | Владимир Геннадьевич Ханжин | Process of exploitation of low-discharge well with electric pump having frequency-controlled drive |
| RU7455U1 (en) * | 1997-10-21 | 1998-08-16 | Александр Васильевич Самонов | SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION |
-
2001
- 2001-09-21 RU RU2001125884/06A patent/RU2193694C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1094051A (en) * | 1964-01-13 | 1967-12-06 | Pumpindustri Ab | Centrifugal pump |
| RU2057907C1 (en) * | 1993-04-14 | 1996-04-10 | Владимир Геннадьевич Ханжин | Process of exploitation of low-discharge well with electric pump having frequency-controlled drive |
| RU7455U1 (en) * | 1997-10-21 | 1998-08-16 | Александр Васильевич Самонов | SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262079C2 (en) * | 2003-10-20 | 2005-10-10 | Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Method of connecting sensor unit to two-sectional submersible motor and sensor unit |
| RU170007U1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Transmission section of a submersible screw pump installation |
| RU2838322C1 (en) * | 2024-08-19 | 2025-04-14 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of controlling operation of electric variable frequency drive of submersible pump |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8596300B2 (en) | At-surface tool for pulse-injection of liquids | |
| CA2594925A1 (en) | Pump control for formation testing | |
| CN100532841C (en) | Variable output rotor pump | |
| EP0326510A3 (en) | Method and apparatus for applying single or multicomponent materials | |
| US10669825B2 (en) | Electrically powered motor lubricant pressure compensator for submersible pump motor | |
| RU2193694C1 (en) | Controlled submersible electric centrifugal pumping unit | |
| JP2007292005A (en) | Pump device and power steering device | |
| GB1437418A (en) | Electrical variable-speed drive | |
| RU2228455C2 (en) | Gas-turbine engine fuel supply and control system | |
| HUT78067A (en) | Wellhead drive brake, pump system and method for actuating it | |
| US4986382A (en) | Power assistance for vehicle steering mechanisms | |
| DE3572382D1 (en) | A device for pumping oil | |
| US12460648B2 (en) | Pressure booster with integrated speed drive | |
| RU2305208C1 (en) | Vertical centrifugal screw pump | |
| RU2193696C1 (en) | Controlled submersible electric centrifugal pumping unit | |
| JPS5536624A (en) | Power transmission gear | |
| CA2937988A1 (en) | Arel 2 multiplier | |
| RU2630835C1 (en) | Plant for simultaneous oil production from two formations | |
| GB2126657A (en) | Hydrostatic drive | |
| RU2313657C1 (en) | Downhole system and bottomhole hydraulic machine for fluid production | |
| RU2193695C1 (en) | Controlled submersible electric centrifugal pumping unit with feedback | |
| US2194316A (en) | Power system for driving shafts | |
| RU2037666C1 (en) | Pumping plant | |
| RU2208165C1 (en) | Drive of tunneling shield rotor | |
| CN2795497Y (en) | Self control type hand held water pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050930 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060922 |