RU2289038C1 - Hydraulic drive for deep-well sucker-rod pump - Google Patents
Hydraulic drive for deep-well sucker-rod pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289038C1 RU2289038C1 RU2005122075/06A RU2005122075A RU2289038C1 RU 2289038 C1 RU2289038 C1 RU 2289038C1 RU 2005122075/06 A RU2005122075/06 A RU 2005122075/06A RU 2005122075 A RU2005122075 A RU 2005122075A RU 2289038 C1 RU2289038 C1 RU 2289038C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- pump
- piston
- rod
- working fluid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к насосному оборудованию, применяемому для добычи нефти из буровых скважин.The invention relates to pumping equipment used for oil production from boreholes.
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 [Авторское свидетельство СССР №1367620, МКИ7 F 04 B 47/02, 1987].A hydraulic deep-well pump installation 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 [USSR Author's Certificate No. 1367620, MKI 7 F 04 B 47/02, 1987].
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.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является 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, распределитель для попеременной подачи силовым насосом рабочей жидкости из емкости в надпоршневую и подпоршневую полости гидроприводного цилиндра и для возврата рабочей жидкости в емкость, систему реверсирования для изменения направления хода поршня, мультипликатор, у которого полость низкого давления через распределитель подключена к подпоршневой полости гидроприводного цилиндра для сообщения с ней 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 ней при ходе поршня вверх, и отсекатели 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 [Патент РФ №2241854, МКИ7 F 04 B 47/04, 2004].Closest to the claimed technical solution is a hydraulic actuator of a deep rod pump, comprising a hydraulic actuator 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, a distributor for alternately supplying a working fluid from the reservoir to the power pump the over-piston and under-piston cavities of the hydraulic drive cylinder and for returning the working fluid to the tank, a reversing system for changing the direction of travel along piston, 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 over-piston cavity of the hydraulic actuator cylinder for communication with it during the upward stroke of the piston, and flow cut-offs, one of which is installed in the pipeline communicating the piston cavity of the cylinder with a pneumatic accumulator And the second - in the pipeline, imparting high pressure chamber with the drain line multiplier [RF patent №2241854, IPC 7 F 04 B 47/04, 2004].
Недостатком известного гидропривода является то, что нет баланса нагрузок при ходе поршня вверх и ходе вниз. В связи с этим в гидроприводе используется насос повышенной мощности. Не исключена возможность утечки рабочей жидкости.A disadvantage of the known hydraulic actuator is that there is no load balance when the piston moves up and down. In this regard, a high-power pump is used in the hydraulic drive. The possibility of leakage of the working fluid is not ruled out.
Технической задачей, стоящей перед изобретением, является повышение надежности привода, упрощение системы компенсации нагрузок, исключение утечек рабочей жидкости и 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 and increase the efficiency of the downhole pumping equipment.
Для решения поставленной технической задачи гидропривод глубинного штангового насоса, содержащий гидроприводной цилиндр с поршнем и штоком для соединения с колонной штанг глубинного насоса, емкость для рабочей жидкости, силовой насос, трубопроводы, гидрораспределитель для попеременной подачи рабочей жидкости силовым насосом из емкости в подпоршневую (штоковую) полость гидроприводного цилиндра или возврата рабочей жидкости от насоса в емкость и систему реверсирования для изменения направления хода поршня гидроцилиндра, включающую взаимодействующие со штоком верхний и нижний выключатели и управляемый ими электромагнитный гидравлический переключатель, подающий рабочую жидкость для переключения гидрораспределителя, дополнительно снабжен гидромотором с маховиком, подключенным входом к емкости и гидрораспределителю для подключения к подпоршневой полости гидроприводного цилиндра в период движения поршня вниз, а выходом в линию подачи рабочей жидкости от силового насоса к гидрораспределителю.To solve the technical problem, a hydraulic actuator of a deep-well rod pump containing a hydraulic actuator cylinder with a piston and a rod for connecting to a column of rods of a deep-well pump, a reservoir for the working fluid, a power pump, pipelines, a hydraulic distributor for alternately supplying the working fluid with a power pump from the reservoir to the sub-piston (rod) the cavity of the hydraulic cylinder or the return of the working fluid from the pump to the tank and the reversal system for changing the direction of the piston stroke of the hydraulic cylinder, including the upper and lower switches interacting with the rod and the electromagnetic hydraulic switch controlled by them, which supplies the working fluid for switching the directional valve, is additionally equipped with a hydraulic motor with a flywheel connected to the reservoir and a directional valve for connecting to the piston cavity of the hydraulic actuator cylinder while the piston is moving down and out to the line supply of working fluid from the power pump to the control valve.
Для разгрузки гидросистемы в момент пуска электродвигателя и ограничения максимального давления в гидросистеме гидропривод глубинного штангового насоса снабжен предохранительным клапаном, установленным в линии, связывающей линию подачи рабочей жидкости от насоса к гидрораспределителю с линией возврата рабочей жидкости от насоса в емкость.To unload the hydraulic system at the time of starting the electric motor and to limit the maximum pressure in the hydraulic system, the hydraulic actuator of the deep-well sucker rod pump is equipped with a safety valve installed in the line connecting the supply line of the working fluid from the pump to the control valve with the line for returning the working fluid from the pump to the tank.
Изобретение поясняется чертежом, на котором дана схема гидропривода глубинного штангового насоса.The invention is illustrated in the drawing, which gives a diagram of the hydraulic drive of a deep-well pump.
Гидропривод глубинного штангового насоса состоит из гидроцилиндра 1 с поршнем 2 и штоком 3, емкости 4 для рабочей жидкости, силового насоса 5, гидромотора 6 с маховиком 7, гидрораспределителя 8 и системы реверсирования, содержащей электромагнитный гидравлический переключатель 9.The hydraulic drive of the deep-well rod pump consists of a hydraulic cylinder 1 with a piston 2 and a rod 3, a tank 4 for a working fluid, a power pump 5, a hydraulic motor 6 with a flywheel 7, a hydraulic distributor 8 and a reversing system containing an electromagnetic hydraulic switch 9.
Емкость 4 оборудована заливной горловиной, воздушным фильтром, электронагревателем и датчиками давления и температуры.Capacity 4 is equipped with a filler neck, an air filter, an electric heater and pressure and temperature sensors.
Силовой насос 5 подключен трубопроводом 10 к емкости 4 и трубопроводом 11 к гидрораспределителю 8. Через гидрораспределитель 8 силовой насос подключен либо к подпоршневой (штоковой) полости гидроцилиндра 1, либо к трубопроводу 12 для возврата рабочей жидкости в емкость 4.The power pump 5 is connected by a pipe 10 to the tank 4 and the pipe 11 to the valve 8. Through the valve 8, the power pump is connected either to the sub-piston (rod) cavity of the hydraulic cylinder 1, or to the pipe 12 to return the working fluid to the tank 4.
Вход гидромотора 6 трубопроводом 13 с обратным клапаном 14 подключен к емкости 4, а трубопроводом 15 к гидрораспределителю 8, через который гидромотор подключен либо к трубопроводу 12, либо к подпоршневой (штоковой) полости гидроцилиндра 1. Выход гидромотора 6 подключен к трубопроводу 11, т.е. в линию подачи рабочей жидкости от силового насоса к гидрораспределителю.The inlet of the hydraulic motor 6 by a pipe 13 with a non-return valve 14 is connected to the tank 4, and by the pipe 15 to the hydraulic distributor 8, through which the hydraulic motor is connected either to the pipe 12 or to the piston (rod) cavity of the hydraulic cylinder 1. The output of the hydraulic motor 6 is connected to the pipe 11, t. e. to the supply line of the working fluid from the power pump to the control valve.
В систему реверсирования (изменения направления) хода поршня 2, а с ним и штока 3 гидроприводного цилиндра 1, входят индуктивные бесконтактные выключатели 16 (верхний) и 17 (нижний), сигналы с которых поступают к электромагнитному гидравлическому переключателю 9, подающему рабочую жидкость (поступающую к нему через обратные клапаны 18 или 19) для переключения гидрораспределителя 9.The reverse system (reversal) of the stroke of the piston 2, and with it the rod 3 of the hydraulic cylinder 1, includes inductive proximity switches 16 (upper) and 17 (lower), the signals from which are fed to the electromagnetic hydraulic switch 9, which supplies the working fluid (incoming to it through the check valves 18 or 19) to switch the valve 9.
Для разгрузки гидросистемы в момент пуска электродвигателя 20 силового насоса и ограничения максимального давления в гидросистеме в трубопроводе 21, связывающем трубопровод 11, подающий рабочую жидкость от насоса 5 к гидрораспределителю 8, с трубопроводом 12, служащим для возврата рабочей жидкости от насоса в емкость 4, установлен предохранительный клапан 22.To unload the hydraulic system at the time of starting the electric motor 20 of the power pump and to limit the maximum pressure in the hydraulic system in the pipe 21 connecting the pipe 11, which supplies the working fluid from the pump 5 to the control valve 8, with the pipe 12, which serves to return the working fluid from the pump to the tank 4, installed safety valve 22.
Краны 23, 24 и 25 обеспечивают сохранность рабочей жидкости при замене элементов гидросистемы.Cranes 23, 24 and 25 ensure the safety of the working fluid when replacing elements of the hydraulic system.
Для поддержания температуры в допустимых пределах служат воздушный теплообменник 26 и расположенный в баке 4 электронагреватель 27.To maintain the temperature within acceptable limits, an air heat exchanger 26 and an electric heater 27 located in the tank 4 are used.
Очистка рабочей жидкости осуществляется напорным фильтром.The working fluid is cleaned with a pressure filter.
Датчики 28 и 29 давления и датчик 30 температуры предназначены для настройки и регулировки параметров системы, а также для контроля за работой гидропривода.The pressure sensors 28 and 29 and the temperature sensor 30 are designed to configure and adjust system parameters, as well as to monitor the operation of the hydraulic actuator.
В исходном положении (электропитание отключено) поршень 2 со штоком 3 находится в нижнем положении, краны 23, 24 и 25 открыты.In the initial position (power is off), the piston 2 with the rod 3 is in the lower position, the valves 23, 24 and 25 are open.
Работа гидропривода начинается с включения электронной системы управления и ее самодиагностики. При отсутствии неисправности происходит запуск электродвигателя.The hydraulic drive begins with the inclusion of an electronic control system and its self-diagnosis. If there is no malfunction, the motor starts.
При пуске электродвигателя насоса 5 одновременно подается сигнал на электромагнит 31 гидропереключателя 9. При открытом предохранительном клапане 22 нагнетательная магистраль насоса 5 соединяется через открытый (выполняющий функцию разгрузочного клапана) клапан 22 и теплообменник 26 с емкостью 4. Такой пуск необходим для плавного включения электродвигателя и прогрева рабочей жидкости.When starting the pump motor 5, a signal is simultaneously transmitted to the electromagnet 31 of the hydraulic switch 9. When the safety valve 22 is open, the discharge line of the pump 5 is connected through the open valve (which acts as a discharge valve) and the heat exchanger 26 with a capacity of 4. Such a start is necessary for smooth switching on of the motor and heating working fluid.
После включения электромагнита 32 клапана 22 выполняет только предохранительную функцию.After turning on the electromagnet 32 of the valve 22 performs only a safety function.
Рабочая жидкость (масло) из емкости 4 силовым насосом 5 через гидрораспределитель 8 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 1 и поршень 2 со штоком 3 начинает движение вверх. Воздух и возможные утечки масла из надпоршневой полости гидроцилиндра вытесняются в емкость по трубопроводу 33.The working fluid (oil) from the tank 4 by the power pump 5 through the valve 8 enters the rod cavity of the hydraulic cylinder 1 and the piston 2 with the rod 3 starts to move up. Air and possible oil leakage from the over-piston cavity of the hydraulic cylinder are displaced into the tank through the pipeline 33.
При срабатывании верхнего индуктивного бесконтактного выключателя 16 электромагнит 31 отключается и одновременно включается электромагнит 34, переключая золотник гидропереключателя 9. Давление от насоса 5 через обратный клапан 18 и гидропереключатель 9 переключает золотник гидрораспределителя 8. поршень и шток под действием веса колонны насосных штанг начинает движение вниз. Масло из штоковой полости гидроцилиндра 1 через гидрораспределитель 8 поступает на вход гидромотора 6, закрывая при этом обратный клапан 14. На входе гидромотора создается давление, которое раскручивает вал гидромотора вместе с установленным на нем маховиком 7. Масло с выхода гидромотора 6 и насоса 5 через гидрораспределитель 8 поступает на слив в емкость 4.When the upper inductive proximity switch 16 is actuated, the electromagnet 31 is turned off and the electromagnet 34 is turned on at the same time, by switching the spool of the hydraulic switch 9. The pressure from the pump 5 through the check valve 18 and the hydraulic switch 9 switches the spool of the control valve 8. The piston and rod start to move downward under the action of the weight of the pump rod string. Oil from the rod cavity of the hydraulic cylinder 1 through the valve 8 enters the inlet of the hydraulic motor 6, closing the check valve 14. At the inlet of the hydraulic motor, a pressure is created that spins the shaft of the hydraulic motor together with the flywheel 7. The oil from the output of the hydraulic motor 6 and pump 5 through the valve 8 enters the drain into the tank 4.
При срабатывании нижнего выключателя 17 электромагнит 34 отключается и одновременно включается электромагнит 31, переключая золотник гидропереключателя 9. Давлением из штоковой полости гидроцилиндра 1 через обратный клапан 19 и гидропереключатель 9 производится переключение золотника гидрораспределителя 8. Масло от насоса 5 через гидрораспределитель 8 начинает поступать в штоковую полость гидроцилиндра 1. Гидромотор 6 за счет накопленной маховиком 7 энергии начинает работать в режиме насоса, при этом открывается клапан 14. Масло из гидромотора 6 через фильтр 35 и обратный клапан 36 соединяется с потоком масла от силивого насоса 5 и также поступает в штоковую полость гидроцилиндра 1, ускоряя подъем поршня 2 и штока 3.When the lower switch 17 is activated, the electromagnet 34 is turned off and the electromagnet 31 is turned on at the same time, switching the spool of the hydraulic switch 9. The pressure from the rod cavity of the hydraulic cylinder 1 through the check valve 19 and the hydraulic switch 9 switches the spool of the hydraulic valve 8. Oil from the pump 5 through the valve 8 starts to flow into the rod cavity hydraulic cylinder 1. The hydraulic motor 6 starts to work in the pump mode due to the energy accumulated by the flywheel 7, and the valve 14 opens. Oil from the hydraulic motor RA 6 through the filter 35 and the check valve 36 is connected to the oil flow from the silage pump 5 and also enters the rod cavity of the hydraulic cylinder 1, accelerating the rise of the piston 2 and rod 3.
При срабатывании верхнего выключателя 16 цикл работы гидросистемы повторяется.When the upper switch 16 is activated, the hydraulic cycle is repeated.
По мере необходимости масло (рабочую жидкость) в емкость 4 доливают через горловину 37 с воздушным фильтром 38.As necessary, the oil (working fluid) in the tank 4 is added through the neck 37 with an air filter 38.
В работе гидропривода используется рекуперация энергии движения колонны насосных штанг вниз под действием силы тяжести в энергию маховика.The hydraulic drive uses the recovery of the energy of movement of the string of pump rods down under the action of gravity into the energy of the flywheel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005122075/06A RU2289038C1 (en) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | Hydraulic drive for deep-well sucker-rod pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005122075/06A RU2289038C1 (en) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | Hydraulic drive for deep-well sucker-rod pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2289038C1 true RU2289038C1 (en) | 2006-12-10 |
Family
ID=37665643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005122075/06A RU2289038C1 (en) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | Hydraulic drive for deep-well sucker-rod pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2289038C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1585552A1 (en) * | 1988-12-21 | 1990-08-15 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Drive of deep=well pumping unit |
| SU1588909A1 (en) * | 1988-12-21 | 1990-08-30 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Drive of deep-weel pumping unit |
| US5647208A (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-15 | Erry P. Oudang | Hydraulic pumping unit |
| RU2241854C1 (en) * | 2003-04-15 | 2004-12-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственный комплекс "Новаторнефть" | Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive |
-
2005
- 2005-07-12 RU RU2005122075/06A patent/RU2289038C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1585552A1 (en) * | 1988-12-21 | 1990-08-15 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Drive of deep=well pumping unit |
| SU1588909A1 (en) * | 1988-12-21 | 1990-08-30 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Drive of deep-weel pumping unit |
| US5647208A (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-15 | Erry P. Oudang | Hydraulic pumping unit |
| RU2241854C1 (en) * | 2003-04-15 | 2004-12-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственный комплекс "Новаторнефть" | Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105443478B (en) | Fluid pressure drive device with fast travel and load stroke | |
| CN104612928B (en) | Hydraulic bidirectional effect pumping installations | |
| US5996688A (en) | Hydraulic pump jack drive system for reciprocating an oil well pump rod | |
| CN104061142B (en) | Hydraulic driving oil well pump and extracting device of oil | |
| US10612531B2 (en) | Hydraulically-driven double-acting mud pump | |
| CA2677178A1 (en) | Hydraulic oil well pumping apparatus | |
| WO2007040421A1 (en) | Downhole electric driven pump unit | |
| CN206625947U (en) | A kind of slush pump of double acting hydraulic cylinder | |
| NO344401B1 (en) | Method, system and use, of controlling working range of a pump bellows | |
| RU52125U1 (en) | ELECTRIC HYDRAULIC DRIVE PUMP UNIT | |
| WO2007041935A1 (en) | Hydraulic reciprocating pump | |
| CN101235836A (en) | Pump control type electrohydraulic actuator | |
| EP0118497B1 (en) | Hydraulically actuated bore and well pump | |
| CN105443474B (en) | Control loop for working device of loader | |
| RU2289038C1 (en) | Hydraulic drive for deep-well sucker-rod pump | |
| RU2277644C1 (en) | Hydraulic drive of deep-well sucker-rod pump | |
| CN203702099U (en) | Automatic reversing locked hydraulic driving rod-less oil extraction device | |
| RU2504692C2 (en) | Electrically driven downhole unit | |
| CN202047957U (en) | Hydraulic two-cylinder single-acting reciprocating pump driving system adopting turning valve to change direction | |
| RU2220323C1 (en) | Compressor with hydraulic drive | |
| RU152081U1 (en) | HYDRAULIC DRIVE BRAKE DEPTH PUMP | |
| RU2241854C1 (en) | Deep-well sucker-rod pump hydraulic drive | |
| EP2902628B1 (en) | Reciprocating low-speed heavy-load hydraulic pump with variable action area | |
| RU2613150C1 (en) | Pumping plant with electrohydraulic actuator | |
| RU2278995C2 (en) | Hydraulic drive of lifting device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070713 |