RU2756625C2 - Submersible striction pumping plant - Google Patents
Submersible striction pumping plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2756625C2 RU2756625C2 RU2018130868A RU2018130868A RU2756625C2 RU 2756625 C2 RU2756625 C2 RU 2756625C2 RU 2018130868 A RU2018130868 A RU 2018130868A RU 2018130868 A RU2018130868 A RU 2018130868A RU 2756625 C2 RU2756625 C2 RU 2756625C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- striction
- hole
- compensator
- section
- plunger
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 41
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001012 protector Effects 0.000 claims description 38
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/003—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by piezoelectric means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
- F04B47/06—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnology area
Предложенное изобретение относится к устройствам для перекачивания текучих сред и может быть использовано в промышленности при откачивании жидкостей из скважин. Это требуется, например, при насосной добыче нефти, а также при удалении воды из скважин, используемых для дегазации угольных пластов.The proposed invention relates to a device for pumping fluids and can be used in industry when pumping fluids from wells. This is required, for example, in pumping oil production, as well as when removing water from wells used for degassing coal seams.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Из уровня техники известна погружная стрикционная насосная установка, состоящая из расположенных последовательно вдоль воображаемой продольной оси в направлении спереди назад насоса плунжерного типа, расположенного в насосной части единого корпуса, протектора сильфонного трубчатого типа, расположенного в протекторной части единого корпуса, стрикционного двигателя линейного шагового типа, расположенного в двигательной части единого корпуса, компенсатора сильфонного трубчатого типа, расположенного в компенсаторной части единого корпуса (см. патент РФ № 2603233, кл. МПК F04B 17/03, опубликованный 27.11.2016).From the prior art, a submersible striction pumping unit is known, consisting of a plunger-type pump located in series along an imaginary longitudinal axis in the front-to-back direction, located in the pumping part of a single body, a bellows-type tubular protector located in the tread part of a single body, a linear step-type striction motor, located in the motor part of a single body, a bellows-type tubular compensator located in the compensatory part of a single body (see RF patent No. 2603233, class IPC F04B 17/03, published on November 27, 2016).
Указанный насос плунжерного типа выполнен с возможностью подачи перекачиваемой жидкости в переднее отверстие насосной части единого корпуса. В заднем отверстии насосной части единого корпуса вдоль воображаемой продольной оси расположен плунжер. Плунжер выполнен с возможностью поступательного движения вдоль воображаемой продольной оси, переднее отверстие протектора герметично закрыто задней частью плунжера. Задняя часть плунжера соединена с передней частью штока, протектор по периметру своего заднего отверстия герметично соединен с протекторной частью единого корпуса по периметру ее внутреннего отверстия.The specified pump of the plunger type is made with the possibility of supplying the pumped liquid to the front opening of the pumping part of the single housing. A plunger is located in the rear opening of the pumping part of a single housing along an imaginary longitudinal axis. The plunger is made with the possibility of translational movement along an imaginary longitudinal axis, the front opening of the protector is hermetically sealed by the rear part of the plunger. The rear part of the plunger is connected to the front part of the stem, the protector along the perimeter of its rear opening is hermetically connected to the protector part of the single body along the perimeter of its inner opening.
В состав стрикционного двигателя указанной насосной установки входит бегун, который, в свою очередь, состоит из последовательно соединенных задней распорной секции, ходовой секции, передней распорной секции. В задней распорной секции, в ходовой секции и в передней распорной секции бегуна расположены стрикционные актуаторы. Бегун расположен внутри стрикционного двигателя и соединен с задней The striction motor of the said pumping unit includes a runner, which, in turn, consists of a series-connected rear spacer section, a running section, and a front spacer section. Striction actuators are located in the rear strut section, in the running section and in the front strut section of the runner. The runner is located inside the striction motor and is connected to the rear
частью штока. Бегун выполнен с возможностью поступательного движения внутри корпуса стрикционного двигателя вдоль воображаемой продольной оси.part of the stock. The runner is made with the possibility of translational movement inside the striction motor housing along an imaginary longitudinal axis.
Компенсатор в указанной насосной установке по периметру своего переднего отверстия герметично соединен с компенсаторной частью единого корпуса по периметру ее внутреннего отверстия. Заднее отверстие компенсатора герметично закрыто крышкой, полость, образованная внутренними объемами протектора, стрикционного двигателя и компенсатора, наполнена охлаждающей жидкостью.The compensator in the specified pumping unit along the perimeter of its front opening is hermetically connected to the compensating part of the single body along the perimeter of its inner opening. The rear opening of the compensator is hermetically sealed by a cover, the cavity formed by the internal volumes of the protector, striction motor and compensator is filled with coolant.
Основным недостатком данного технического решения является то, что тепло, выделяющееся в стрикционных актуаторах работающего стрикционного двигателя, рассеивается в окружающую среду - в скважинную жидкость - главным образом с наружной поверхности двигателя. Из-за незначительной площади теплоотдачи стрикционные актуаторы могут перегреваться и выходить из строя.The main disadvantage of this technical solution is that the heat released in the striction actuators of the operating striction engine is dissipated into the environment - into the well fluid - mainly from the outer surface of the engine. Due to the small area of heat transfer, striction actuators can overheat and fail.
Таким образом, вышеприведенные технические решения не позволяют решить проблему предотвращения перегрева стрикционных актуаторов стрикционного двигателя. Thus, the above technical solutions do not solve the problem of preventing overheating of the striction actuators of the striction engine.
Техническая задача и технический результатTechnical task and technical result
Предложенное изобретение направлено на устранение вышеотмеченного недостатка и на создание насосной установки, позволяющей откачивать жидкость из скважины в благоприятном температурном режиме для стрикционных актуаторов ее двигателя.The proposed invention is aimed at eliminating the aforementioned drawback and at creating a pumping unit that allows pumping fluid from a well in a favorable temperature regime for the striction actuators of its engine.
Технический результат, достигаемый при этом, состоит в снижении вероятности ремонта из-за перегрева и выхода из строя стрикционных актуаторов двигателя погружной насосной установки в процессе откачки жидкости, и, как следствие - повышение надежности ее работы.The technical result achieved in this case is to reduce the likelihood of repair due to overheating and failure of the striction actuators of the engine of a submersible pumping unit in the process of pumping out the liquid, and, as a consequence, increasing the reliability of its operation.
Сущность созданного технического решенияThe essence of the created technical solution
Данный технический результат достигается при создании стрикционной погружной насосной установки, состоящей из расположенных последовательно вдоль воображаемой продольной оси в направлении спереди назад насоса плунжерного типа, расположенного в насосной части единого корпуса, протектора сильфонного трубчатого типа, расположенного в протекторной части единого корпуса, стрикционного двигателя линейного шагового типа, расположенного в двигательной части единого корпуса, компенсатора сильфонного трубчатого типа, расположенного в компенсаторной части единого корпуса.This technical result is achieved when creating a striction submersible pumping unit, consisting of a plunger-type pump located in series along an imaginary longitudinal axis in the direction from front to back, located in the pumping part of a single body, a bellows-type tubular protector located in the tread part of a single body, a linear stepper striction motor type located in the motor part of a single body, a bellows-type tubular compensator located in the compensatory part of a single body.
При этом насос плунжерного типа выполнен с возможностью подачи перекачиваемой жидкости в переднее отверстие насосной части единого корпуса. В заднем отверстии насосной части единого корпуса вдоль воображаемой продольной оси расположен плунжер. Плунжер выполнен с возможностью поступательного движения вдоль воображаемой продольной оси, переднее отверстие протектора герметично закрыто задней частью плунжера. Задняя часть плунжера также соединена с передней частью штока. Протектор по периметру своего заднего отверстия герметично соединен с протекторной частью единого корпуса по периметру ее внутреннего отверстия.In this case, the plunger-type pump is configured to supply the pumped liquid to the front opening of the pumping part of the single housing. A plunger is located in the rear opening of the pumping part of a single housing along an imaginary longitudinal axis. The plunger is made with the possibility of translational movement along an imaginary longitudinal axis, the front opening of the protector is hermetically sealed by the rear part of the plunger. The back of the plunger is also connected to the front of the stem. The tread along the perimeter of its rear opening is hermetically connected to the tread part of the single body along the perimeter of its inner opening.
Внутри стрикционного двигателя насосной установки расположен бегун, который состоит из последовательно соединенных задней распорной секции, ходовой секции, передней распорной секции. В задней распорной секции, в ходовой секции и в передней распорной секции бегуна расположены стрикционные актуаторы. Бегун соединен с задней частью штока и выполнен с возможностью поступательного движения внутри двигателя вдоль воображаемой продольной оси.A runner is located inside the striction motor of the pumping unit, which consists of a series-connected rear spacer section, a running section, and a front spacer section. Striction actuators are located in the rear strut section, in the running section and in the front strut section of the runner. The runner is connected to the rear part of the rod and is made with the possibility of translational movement inside the engine along an imaginary longitudinal axis.
Компенсатор в насосной установке по периметру своего переднего отверстия герметично соединен с компенсаторной частью единого корпуса по периметру ее внутреннего отверстия. Заднее отверстие компенсатора герметично закрыто крышкой. Полость, образованная внутренними объемами протектора, стрикционного двигателя и компенсатора, наполнена охлаждающей жидкостью.The compensator in the pumping unit along the perimeter of its front opening is hermetically connected to the compensating part of the single body along the perimeter of its inner opening. The rear opening of the compensator is hermetically sealed with a cover. The cavity formed by the internal volumes of the tread, the striction motor and the compensator is filled with coolant.
В каждом стрикционном актуаторе, согласно изобретению, выполнено сквозное отверстие, имеющее первый выход и второй выход. На задней распорной секции бегуна стрикционного двигателя расположен насос охлаждения, имеющий отверстия А и Б с возможностью создания направленного потока охлаждающей жидкости от отверстия А к отверстию Б или от отверстия Б к отверстию А.Each striction actuator according to the invention is provided with a through hole having a first outlet and a second outlet. On the rear spacer section of the runner of the striction engine, there is a cooling pump having holes A and B with the possibility of creating a directed flow of coolant from hole A to hole B or from hole B to hole A.
Отверстие А насоса охлаждения герметично соединено с первым выходом сквозного отверстия стрикционного актуатора задней распорной секции. Второй выход сквозного отверстия стрикционного актуатора задней распорной секции герметично соединен с первым выходом сквозного отверстия стрикционного актуатора ходовой секции.The hole A of the cooling pump is hermetically connected to the first outlet of the through hole of the striction actuator of the rear strut section. The second outlet of the through hole of the striction actuator of the rear strut section is hermetically connected to the first outlet of the through hole of the striction actuator of the running section.
Второй выход сквозного отверстия стрикционного актуатора ходовой секции герметично соединен с первым выходом сквозного отверстия стрикционного актуатора передней распорной секции. В штоке вдоль воображаемой продольной оси выполнено осевое отверстие, глухое в его передней части. Осевое отверстие штока в задней части The second outlet of the through hole of the striction actuator of the running section is hermetically connected to the first outlet of the through hole of the striction actuator of the front strut section. An axial hole is made in the stock along an imaginary longitudinal axis, which is blind in its front part. Axial stem bore at the rear
штока герметично соединено со вторым выходом сквозного отверстия стрикционного актуатора передней распорной секции.the rod is hermetically connected to the second outlet of the through hole of the striction actuator of the front strut section.
В передней части штока выполнено поперечное отверстие, соединяющее сквозное отверстие штока с внутренней полостью протектора. Внутри компенсатора вдоль воображаемой продольной оси расположена трубка, закрепленная на бегуне. Эта трубка герметично соединена с отверстием Б насоса охлаждения, причем задний конец трубки открыт во внутреннюю полость компенсатора.A transverse hole is made in the front part of the rod, connecting the through hole of the rod with the inner cavity of the protector. Inside the compensator, along an imaginary longitudinal axis, there is a tube attached to the runner. This tube is hermetically connected to the hole B of the cooling pump, and the rear end of the tube is open into the inner cavity of the compensator.
В качестве стрикционных актуаторов могут быть применены электрострикционные и/или пьезоэлектрические и/или магнитострикционные актуаторы.Electrostrictive and / or piezoelectric and / or magnetostrictive actuators can be used as striction actuators.
Насос может быть дополнительно снабжен фильтром с возможностью фильтрации охлаждающей жидкости.The pump can be additionally equipped with a filter with the ability to filter the coolant.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Предложенное изобретение поясняется следующими графическими изображениями.The proposed invention is illustrated by the following graphical images.
Фиг. 1 - общий вид погружной стрикционной насосной установки. Электрические провода не изображены.FIG. 1 is a general view of a submersible striction pumping unit. Electrical wires not shown.
Фиг. 2 - разрез по продольной оси насосной части единого корпуса погружной стрикционной насосной установки.FIG. 2 is a section along the longitudinal axis of the pumping part of a single body of a submersible striction pumping unit.
Фиг. 3 - разрез по продольной оси передней половины протекторной части единого корпуса. Электрические провода не изображены.FIG. 3 is a section along the longitudinal axis of the front half of the tread portion of a single body. Electrical wires not shown.
Фиг. 4 - разрез по продольной оси задней половины протекторной части единого корпуса. Электрические провода не изображены.FIG. 4 is a section along the longitudinal axis of the rear half of the tread portion of a single body. Electrical wires not shown.
Фиг. 5 - бегун стрикционного двигателя с пьезоактуаторами в качестве стрикционных актуаторов. Электрические провода не изображены.FIG. 5 - runner of a striction motor with piezo actuators as striction actuators. Electrical wires not shown.
Фиг. 6 - разрез по продольной оси двигательной части единого корпуса с пьезоактуаторами в качестве стрикционных актуаторов. Оси сквозных отверстий актуаторов распорных секций расположены в плоскости разреза. Электрические провода не изображены.FIG. 6 is a section along the longitudinal axis of the motor part of a single housing with piezo actuators as striction actuators. The axes of the through holes of the actuators of the spacer sections are located in the cut plane. Electrical wires not shown.
Фиг. 7 - разрез по продольной оси двигательной части единого корпуса с пьезоактуаторами в качестве стрикционных актуаторов. Оси сквозных отверстий FIG. 7 is a section along the longitudinal axis of the motor part of a single housing with piezo actuators as striction actuators. Through-hole axes
актуаторов распорных секций расположены перпендикулярно плоскости разреза. Электрические провода не изображены.the actuators of the spacer sections are located perpendicular to the plane of the cut. Electrical wires not shown.
Фиг. 8 - разрез по продольной оси компенсаторной части единого корпуса.FIG. 8 is a section along the longitudinal axis of the compensatory part of the single body.
Подробное описание технического решенияDetailed description of the technical solution
Погружная стрикционная насосная установка изображена на Фиг. 1. В ее состав входят насосная часть 1 единого корпуса, ограниченная спереди концевой деталью насосной части 2, передняя половина протекторной части 3 и задняя половина протекторной части 4 единого корпуса, жестко соединенные концевой деталью протекторной части 5, двигательная часть единого корпуса 6, ограниченная передней 7 и задней 8 концевыми деталями, а также компенсаторная часть 9 единого корпуса.A submersible striction pumping unit is shown in FIG. 1. It includes the
В передней части насоса плунжерного типа, расположенного в насосной части 1 единого корпуса погружной стрикционной насосной установки (Фиг. 2) находится концевая деталь 2. В ее сквозном отверстии закреплен нагнетательный клапан 10, а в ее заднем отверстии - цилиндр 11. В заднем отверстии насосной части 1 единого корпуса вдоль воображаемой продольной оси 12 расположен плунжер 13, имеющий сквозное осевое отверстие. Плунжер 13 выполнен с возможностью поступательного движения вдоль воображаемой продольной оси 12. На переднем конце плунжера 13 закреплен всасывающий клапан 14.In the front part of the plunger-type pump, located in the
Протектор сильфонного трубчатого типа 15 расположен в передней 3 протекторной части (Фиг. 3) единого корпуса. Он защищен от повреждений корпусной деталью, входящей в состав протекторной части единого корпуса - трубой протектора 16, в которой выполнены отверстия 17 для прохода пластовой жидкости. Переднее отверстие сильфонного протектора 15 герметично закрыто задней частью плунжера 13. Внутри протектора 15 вдоль воображаемой продольной оси 12 расположен шток, его передняя секция помечена позицией 18. Задняя часть плунжера 13 соединена с передней секцией 18 штока, с его передней частью. Протектор 15 по периметру своего заднего отверстия герметично соединен с протекторной частью единого корпуса по периметру ее внутреннего отверстия, а именно - с передней частью концевой детали 4, соединяющей переднюю 3 и заднюю 4 протекторные части единого корпуса. В передней секции 18 штока выполнены поперечные отверстия 19, соединяющие осевое отверстие штока с внутренней полостью протектора 15. В задней части плунжера 13 выполнено поперечное The bellows-
отверстие 20, соединяющее его внутреннее осевое отверстие с внутренним пространством трубы протектора 16 и используемое для входа пластовой жидкости.
Заднюю протекторную часть 4 единого корпуса (Фиг. 4) образует труба токоподвода 22, являющаяся частью единого корпуса. Труба токоподвода 22 закреплена на концевой детали протекторной части 5. Внутри концевой детали протекторной части 5 и трубы токоподвода 22 расположены передняя секция 18 и задняя секция 23 штока. Задняя секция 23 штока представляет собой трубу, она соосно и герметично соединена с передней секцией 18 штока. Внутри трубы токоподвода 22 расположен гибкий U-образный кабель-канал 24. Один конец кабель-канала 24 закреплен на концевой детали протекторной части 5, другой конец - на штоке. Также на штоке закреплены держатели 25 и герметизированный кабельный ввод 26. В трубе токоподвода 22 расположен кабель с силовыми и сигнальными жилами (не изображен на Фиг. 4), уложенный в кабель-канал 24. Кабель-канал входит внутрь трубы токоподвода 22 через герметизированные кабельные вводы 27 в концевой детали протекторной части 5. Кабель фиксирован в держателях 25, закрепленных на штоке. Кабель входит внутрь штока через герметизированный кабельный ввод 26 задней секции 23 штока.The
В состав стрикционного двигателя линейного шагового типа насосной установки входит бегун 28 (Фиг. 5), который, в свою очередь, состоит из последовательно соединенных задней распорной секции 29, ходовой секции 30, передней распорной секции 31. В задней распорной секции 29, в ходовой секции 30 и в передней распорной секции 31 бегуна 28 расположены стрикционные актуаторы. На фиг. 5 изображены стрикционные актуаторы пьезоэлектрического типа 32.The striction motor of the linear stepping type of the pumping unit includes a runner 28 (Fig. 5), which, in turn, consists of a series-connected
Бегун 28 расположен внутри двигателя и соединен с задней секцией 23 штока при помощи соединительной детали 34 (Фиг. 6 и 7). Распорные секции 29 и 31 двигателя выполнены с возможностью упираться своими гранями в параллельные этим граням пластины трения 35 и 36 (Фиг. 6). Пластины трения 35 и 36 жестко соединены со щеками 41 и 42 (Фиг. 7) и вместе с соединенными с ними по торцам передней и задней концевыми деталями 7 и 8 (Фиг. 6 и 7) образуют двигательную часть 6 единого корпуса.The
Распорные секции 29 и 31 стянуты между собой в единый узел - бегун 28 - шпилькой 37 с гайками 38 и 39 на ее концах. Бегун 28 выполнен с возможностью поступательного движения внутри двигателя вдоль воображаемой продольной оси 12.
В каждом стрикционном актуаторе 32, согласно изобретению, выполнено сквозное отверстие 43, имеющее первый выход 44 и второй выход 45. На задней распорной секции 29 бегуна 28 стрикционного двигателя расположен насос охлаждения 46, имеющий отверстия А и Б с возможностью создания направленного потока охлаждающей жидкости от отверстия А к отверстию Б. Возможен вариант исполнения устройства, в котором насос охлаждения имеет возможность создания направленного потока охлаждающей жидкости от отверстия Б к отверстию А.In each
Отверстие А насоса охлаждения 46 герметично соединено каналом 47 с первыми выходами 44 сквозных отверстий 43 стрикционных актуаторов 32 задней распорной секции 29. Вторые выходы 45 сквозных отверстий 44 стрикционных актуаторов 32 задней распорной секции 29 герметично соединены каналом 48 с первым выходом 44 сквозного отверстия 43 стрикционного актуатора 32 ходовой секции 30.The hole A of the
Второй выход 45 сквозного отверстия 43 стрикционного актуатора 32 ходовой секции 30 герметично соединен каналом 49 с первыми выходами 44 сквозных отверстий 43 стрикционных актуаторов 32 передней распорной секции 31.The
Осевое отверстие штока в задней секции 23 штока герметично соединено со вторыми выходами 45 сквозных отверстий 43 стрикционных актуаторов 32 передней распорной секции 31 при помощи канала 50 и отверстий в соединительной детали 34.The axial hole of the stem in the
Компенсатор 51 в насосной установке по периметру своего переднего отверстия герметично соединен с задней концевой деталью 8 двигательной части 6 единого корпуса. Концевая деталь 8 закреплена в защитной трубе 52 компенсаторной части 9 единого корпуса по периметру ее внутреннего отверстия. Заднее отверстие компенсатора 51 герметично закрыто крышкой 53.The
Внутри компенсатора 51 вдоль воображаемой продольной оси 12 расположена трубка 54, закрепленная на бегуне 28. Эта трубка герметично соединена с отверстием Б насоса охлаждения 46, причем задний конец трубки 54 открыт во внутреннюю полость компенсатора 51. Полость, образованная внутренними объемами протектора 15, стрикционного двигателя и компенсатора 51, наполнена охлаждающей жидкостью.Inside the
В качестве стрикционных актуаторов 32 могут быть применены электрострикционные и/или пьезоэлектрические и/или магнитострикционные актуаторы.Electrostrictive and / or piezoelectric and / or magnetostrictive actuators can be used as
Насос охлаждения 46 может быть дополнительно снабжен фильтром, выполненным с возможностью фильтрации охлаждающей жидкости.Cooling
Устройство работает следующим образом. На стрикционные актуаторы 32 по кабелю (не изображен на чертежах) подают изменяющееся во времени электрическое напряжение.The device works as follows. A time-varying electrical voltage is supplied to the
Плунжер 13 погружной стрикционной насосной установки при нагнетании и при всасывании перемещают вдоль воображаемой продольной оси повторяющимися мелкими шагами. При нагнетании в течение одного шага существует 6 фаз. В первой фазе растормаживают в двигателе переднюю распорную секцию 31, отключив электрическое напряжение от ее стрикционных актуаторов 32. Соответствующие грани распорной секции 31 перестают давить на пластины трения 35 и 36. При этом становится возможным осуществлять перемещение распорной секции 31 и переднего конца ходовой стрикционной секции 30 вдоль воображаемой оси 12.The
Заднюю распорную секцию 29 затормаживают в двигателе, если она не была заторможена, подключив электрическое напряжение к ее стрикционным актуаторам 32. При этом соответствующие грани распорной секции 29 начинают давить на пластины трения 35 и 36, блокируя возможное перемещение заднего конца ходовой стрикционной секции 30. The
Во второй фазе подключают ходовую стрикционную секцию 30 к источнику электрического напряжения. Вследствие этого ее стрикционный актуатор 32 увеличивает свою длину, передний конец ходовой стрикционной секции 30, а вместе с ним и передняя распорная секция 31 перемещаются на небольшое расстояние вперед. Вместе с передней распорной секцией 31 вперед перемещаются также задняя секция 23 и передняя секция 18 штока, а также соединенный со штоком плунжер 13.In the second phase, the running
Всасывающий клапан 14 при таком движении закрыт, обеспечивая нагнетание через открытый нагнетательный клапан 10 и концевую деталь 2 пластовой жидкости из объема, заключенного в цилиндре 11 между нагнетательным клапаном 10 и всасывающим клапаном 14. The
Протектор 15 при этом слегка удлиняется, его гофры раздвигаются друг относительно друга в осевом направлении на периферии, и в увеличившиеся зазоры между ними устремляется пластовая жидкость из скважины через отверстия 17 в трубе протектора 16. Такое движение пластовой жидкости приводит к ее нагреву вследствие теплоотдачи через тонкие мембраны протектора 15 от нагретой охлаждающей жидкости, At the same time, the
заполняющей внутреннее пространство протектора 15 и двигатель. Протектор 15 играет роль теплообменника.filling the inner space of the
Компенсатор 51 при этом слегка сжимается в длине, поскольку минимальный объем охлаждающей жидкости требуется для компенсации увеличившегося объема внутренней полости удлинившегося протектора 15. Из внутренней полости компенсатора 51 во внутреннюю полость двигателя, а затем и во внутреннюю полость протектора 15 перетекает минимальный объем охлаждающей жидкости. Гофры компенсатора 51 при этом сдвигаются в осевом направлении в периферийной части, и из уменьшившихся зазоров между их наружными поверхностями пластовая жидкость устремляется в скважину через отверстия 55 и заднее отверстие трубы компенсатора 52. Такое движение пластовой жидкости приводит к отводу тепла вследствие теплоотдачи через тонкие мембраны компенсатора 51 от нагретой охлаждающей жидкости, заполняющей внутреннее пространство компенсатора 51 и двигатель. Компенсатор 51 играет роль теплообменника.The
В третьей фазе затормаживают в двигателе переднюю распорную секцию 31, подключив электрическое напряжение к ее стрикционным актуаторам 32. При этом соответствующие грани распорной секции 31 начинают давить на пластины трения 35 и 36 и блокируется возможное перемещение переднего конца ходовой стрикционной секции 30.In the third phase, the
В четвертой фазе растормаживают в двигателе распорную секцию 29, отключив электрическое напряжение от ее стрикционных актуаторов 32. При этом соответствующие грани распорной секции 29 перестают давить на пластины трения 35 и 36. Становится возможным осуществлять перемещение распорной секции 29 и заднего конца ходовой стрикционной секции 30 вдоль воображаемой оси 12.In the fourth phase, the
В пятой фазе отключают ходовую стрикционную секцию 30 от источника электрического напряжения. Вследствие этого ее стрикционный актуатор 32 уменьшает свою длину, задний конец ходовой стрикционной секции 30, а вместе с ним и задняя распорная секция 29, перемещаются на небольшое расстояние вперед. Вместе с задней распорной секцией 29 вперед перемещаются также насос охлаждения 46 и трубка 54.In the fifth phase, the running
В шестой фазе затормаживают в двигателе заднюю распорную секцию 29, подключив электрическое напряжение к ее стрикционным актуаторам 32. При этом соответствующие грани распорной секции 29 начинают давить на пластины трения 35 и 36 и блокируется перемещение заднего конца ходовой стрикционной секции 30. In the sixth phase, the
Шаги с первого по шестой повторяют до достижения плунжером 13 крайнего переднего положения в цилиндре 11, то есть до упора в концевую деталь 2. После этого Steps from the first to the sixth are repeated until the
наступает всасывание. При всасывании в течение одного шага также существует 6 фаз. Они идентичны фазам нагнетания. Отличие состоит лишь в том, что электрическое напряжение, которое подавали при нагнетании на переднюю распорную секцию 31, при всасывании подают на заднюю распорную секцию 29. А электрическое напряжение, которое подавали при нагнетании на заднюю распорную секцию 29, при всасывании подают на переднюю распорную секцию 31.absorption occurs. When sucking in one step, there are also 6 phases. They are identical to the injection phases. The only difference is that the electric voltage, which was supplied during pumping to the
При всасывании передний конец ходовой стрикционной секции 30, а вместе с ним и передняя распорная секция 31, пошагово перемещаются на небольшое расстояние назад. Вместе с передней распорной секцией 31 назад перемещаются также задняя секция 23 и передняя секция 18 штока, а также соединенный со штоком плунжер 13.During suction, the front end of the
Всасывающий клапан 14 при таком движении открыт, обеспечивая поступление пластовой жидкости в цилиндр 11 между нагнетательным клапаном 10 и всасывающим клапаном 14. Нагнетательный клапан 10 при этом закрыт. Гофры сильфона протектора 15 при этом пошагово сдвигаются в осевом направлении на периферии, а гофры сильфона компенсатора 51 аналогичным образом пошагово раздвигаются.The
За счет работы насоса охлаждения 46 охлаждающая жидкость из внутреннего объема сильфонного компенсатора 15 через отверстия 19 поступает в осевое отверстие передней секции 18 штока. Далее охлаждающая жидкость поступает в осевое отверстие задней секции 23 штока, а по сверлениям в детали 34 - в канал 50 в передней распорной секции 31.Due to the operation of the
Из канала 50 охлаждающая жидкость проходит по сквозным отверстиям 43 всех стрикционных актуаторов 32 передней распорной секции 31, отбирая излишки тепла с них и нагреваясь при этом. По каналу 49 охлаждающая жидкость поступает в кольцевой зазор между шпилькой 37 внутри ходовой секции 30 и сквозным отверстием 43 его стрикционного актуатора 32. Протекая по этому зазору, она охлаждает актуатор 32, нагреваясь при этом. После выхода из кольцевого зазора в ходовой секции 30 охлаждающая жидкость поступает по каналу 48 в сквозные отверстия 43 всех стрикционных актуаторов 32 задней распорной секции 29, отбирая излишки тепла с них и нагреваясь при этом. По каналу 47 нагретая в стрикционных актуаторах 32 бегуна 28 охлаждающая жидкость поступает в насос охлаждения 46, а из него - в трубку 54 и в заднюю часть внутренней полости сильфонного компенсатора 51. From the
Движение охлаждающей жидкости далее направлено вперед, по внутренней полости компенсатора 51 вдоль трубки 54 в двигатель. Внутри двигателя охлаждающая жидкость снимает тепло с наружных поверхностей стрикционных актуаторов 32 и частично отдает тепло пластинам трения 35, 36 и щекам 41, 42, которые, в свою очередь, The movement of the coolant is further directed forward along the inner cavity of the
снаружи омываются пластовой жидкостью. Далее охлаждающая жидкость следует вперед по внутренней полости протектора 15 вдоль штока к отверстиям 19.outside they are washed by formation fluid. Next, the coolant flows forward along the inner cavity of the
Движение плунжера 13 в цилиндре 11 сопровождается периодическим сдвиганием и раздвиганием гофр сильфонов протектора 15 и компенсатора 51. Это способствует теплообмену между пластовой жидкостью, омывающей наружные поверхности сильфонов компенсатора 51 и протектора 15, и охлаждающей жидкостью, омывающей внутренние поверхности указанных сильфонов.The movement of the
Устройство, описанное в данной заявке, применимо в промышленности при откачке пластовой жидкости из скважин. Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретные варианты его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, раскрытое изобретение следует считать ограниченным по объему правовой охраны только нижеследующей формулой изобретения.The device described in this application is applicable in the industry when pumping formation fluid from wells. The invention has been disclosed above with reference to specific embodiments. Other embodiments of the invention may be obvious to specialists without changing its essence, as it is disclosed in the present description. Accordingly, the disclosed invention should be considered limited in scope only by the following claims.
Claims (36)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018130868A RU2756625C2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Submersible striction pumping plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018130868A RU2756625C2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Submersible striction pumping plant |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018130868A RU2018130868A (en) | 2020-02-27 |
| RU2018130868A3 RU2018130868A3 (en) | 2021-08-12 |
| RU2756625C2 true RU2756625C2 (en) | 2021-10-04 |
Family
ID=69631246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018130868A RU2756625C2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Submersible striction pumping plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2756625C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2775325C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-06-29 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Downhole plunger pump |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746793C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-04-21 | Андрей Леонидович Кузнецов | Gorge stepping motor and method of its operation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020023759A1 (en) * | 2000-02-02 | 2002-02-28 | Deaton Thomas M. | Method and apparatus of operating devices using actuators having expandable or contractable elements |
| EA011817B1 (en) * | 2005-03-07 | 2009-06-30 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Downhole uses of piezoelectric motors |
| US20150060083A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Michael C. Romer | Systems and Methods for Artificial Lift Via a Downhole Piezoelectric Pump |
| RU2603233C2 (en) * | 2012-08-17 | 2016-11-27 | Андрей Леонидович Кузнецов | Pump unit with electric drive |
| US10648303B2 (en) * | 2017-04-28 | 2020-05-12 | Exxonmobil Upstream Research Company | Wireline-deployed solid state pump for removing fluids from a subterranean well |
-
2018
- 2018-08-27 RU RU2018130868A patent/RU2756625C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020023759A1 (en) * | 2000-02-02 | 2002-02-28 | Deaton Thomas M. | Method and apparatus of operating devices using actuators having expandable or contractable elements |
| EA011817B1 (en) * | 2005-03-07 | 2009-06-30 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Downhole uses of piezoelectric motors |
| RU2603233C2 (en) * | 2012-08-17 | 2016-11-27 | Андрей Леонидович Кузнецов | Pump unit with electric drive |
| US20150060083A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Michael C. Romer | Systems and Methods for Artificial Lift Via a Downhole Piezoelectric Pump |
| US10648303B2 (en) * | 2017-04-28 | 2020-05-12 | Exxonmobil Upstream Research Company | Wireline-deployed solid state pump for removing fluids from a subterranean well |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2775325C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-06-29 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Downhole plunger pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018130868A3 (en) | 2021-08-12 |
| RU2018130868A (en) | 2020-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2549381C1 (en) | Borehole linear motor | |
| ES2926394T3 (en) | Hydraulically driven double acting positive displacement pump system for producing fluids from a deviated well | |
| RU2677773C2 (en) | Submersible pump installation with linear electric motor, double acting pump and operation method thereof | |
| CN101784744A (en) | Power transmission system for downhole equipment | |
| CA2930600C (en) | Fluid pump for a linear actuator | |
| BR112013014738B1 (en) | high pressure cleaner | |
| RU2756625C2 (en) | Submersible striction pumping plant | |
| BR102014025717A2 (en) | eccentric helical pump and use of an eccentric helical pump | |
| RU2521530C2 (en) | Pump plant | |
| RU184849U1 (en) | Hydromechanical plunger pump drive | |
| CN106369004A (en) | Integrated motor-pump-control single-piston rod symmetrical hydraulic cylinder with built-in displacement sensor | |
| KR102456393B1 (en) | Variable Vacuum Capacitors and Cooling Methods | |
| RU2603233C2 (en) | Pump unit with electric drive | |
| RU145258U1 (en) | SUBMERSIBLE LINEAR ELECTRIC MOTOR | |
| US9599102B2 (en) | Piezoelectric pump unit | |
| RU186410U1 (en) | Oil-filled electric submersible pumping unit | |
| RU2521534C2 (en) | Borehole electrically driven pump | |
| RU2667476C2 (en) | Stepper piezoelectric motor | |
| CN114278554A (en) | Integrated device of plunger pump | |
| RU201788U1 (en) | SUBMERSIBLE PUMP UNIT DRIVE WITH A HEAT EXCHANGER | |
| RU2703591C1 (en) | Flow well heater | |
| US20230184070A1 (en) | Submersible pump unit drive heat exchanger having a diaphragm compensator | |
| RU220954U1 (en) | Installation of an electric plunger pump | |
| RU230143U1 (en) | Installation of an electric plunger pump | |
| RU2760256C2 (en) | Submersible pumping plant (options) |