[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU168390U1 - Linear rack drive sucker rod pump for oil production - Google Patents

Linear rack drive sucker rod pump for oil production Download PDF

Info

Publication number
RU168390U1
RU168390U1 RU2016106849U RU2016106849U RU168390U1 RU 168390 U1 RU168390 U1 RU 168390U1 RU 2016106849 U RU2016106849 U RU 2016106849U RU 2016106849 U RU2016106849 U RU 2016106849U RU 168390 U1 RU168390 U1 RU 168390U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rack
rod
pump
drive
oil production
Prior art date
Application number
RU2016106849U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роберт Минневалиевич Абунагимов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТатОйлПром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТатОйлПром" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТатОйлПром"
Priority to RU2016106849U priority Critical patent/RU168390U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU168390U1 publication Critical patent/RU168390U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
    • F04B47/02Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps the driving mechanisms being situated at ground level

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Линейный реечный привод штангового глубинного насоса для добычи нефти, содержит рейку цилиндрической формы со сквозным замкнутым отверстием или открытым каналом, опорный подшипниковый узел для подвеса штанг или штанговращатель. Цилиндрическая форма рейки является самой простой в изготовлении, так как направляющие образованы одной поверхностью, такую форму проще всего реализовать на практике. Опорный подшипниковый узел или штанговращатель, исключает передачу крутящего момента, возникающего при работе от насоса и штанг в скважине, к рейке, что позволяет избавиться от дополнительных направляющих для фиксации рейки в радиальном направлении относительно своей оси. Форма сквозного канала выбирается в соответствии с технологическими возможностями производства.The linear rack-and-pinion drive of a sucker rod pump for oil production, contains a cylindrical rail with a through hole or an open channel, a support bearing assembly for hanging rods or a rod rotator. The cylindrical shape of the rail is the easiest to manufacture, since the guides are formed by one surface, this form is easiest to put into practice. The support bearing assembly or rod rotator eliminates the transmission of torque that occurs during operation from the pump and rods in the well to the rail, which eliminates the need for additional guides for fixing the rail in a radial direction relative to its axis. The shape of the through channel is selected in accordance with the technological capabilities of production.

Description

Область техники.The field of technology.

Заявляемая полезная модель относится к области нефтяного машиностроения, а именно к насосным системам для добычи нефти с помощью установок штанговых глубинных насосов (УШГН).The inventive utility model relates to the field of petroleum engineering, and in particular to pumping systems for oil production using the installation of sucker rod pumps (USGN).

Уровень техники.The level of technology.

В мировой практике наиболее широко распространенными насосными системами для добычи нефти из малодебитных и среднедебитных скважин являются установки глубинных штанговых насосов (УШГН). Общие признаки этих установок следующие:In world practice, the most widespread pumping systems for oil production from low and medium production wells are the installation of deep sucker rod pumps (USGN). Common features of these installations are as follows:

1) Рабочим органом насосной системы является глубинный насос объемного типа совершающий линейное возвратно-поступательное движение, среди которых наиболее распространены плунжерные насосы. Эти насосы размещаются непосредственно в нефтедобывающей скважине.1) The working body of the pumping system is a deep-well pump of a volumetric type that performs linear reciprocating motion, among which the most common plunger pumps. These pumps are located directly in the oil well.

2) Трансмиссия на базе штанговой колонны (подвески) с находящимся в ее верхней части устьевым (полированным) штоком. Она связывает поверхностный привод с глубинным насосам. С ее помощью передается насосу механическая энергия, необходимая для осуществления линейного возвратно-поступательного движения.2) Transmission based on a rod column (suspension) with a wellhead (polished) rod located in its upper part. It links the surface drive to the submersible pumps. With its help, the mechanical energy necessary for linear reciprocating motion is transmitted to the pump.

3) Поверхностный привод (электромеханический преобразователь) с помощью которого электрическая энергия преобразуется в механическую энергию линейного возвратно-поступательного движения. Эта энергия через штанговую подвеску передается глубинному штанговому насосу (ШГН) для совершения работы по подъему пластовой жидкости из скважины.3) A surface drive (electromechanical converter) with which electrical energy is converted into mechanical energy of a linear reciprocating motion. This energy is transmitted through a rod suspension to a deep rod pump (SHG) to perform work on lifting the formation fluid from the well.

4) Система управления (СУ) с помощью которой осуществляется управление работой насосной установки, и защита последней от аварийных ситуаций.4) A control system (SU) with the help of which the operation of the pump unit is controlled, and the latter is protected from emergency situations.

Наиболее традиционными видами поверхностного привода УШГН являются балансирные станки качалки (СК). При их высокой долговечности, надежности и ремонтопригодности данный вид привода имеет существенные недостатки. Главные из которых необходимость строительства под них массивного фундамента и неоптимальный закон движения выходного звена, связанного со штанговой колонной [см. 1 - В.Н. Ивановский «Повышение интереса к штанговым насосным установкам» - «Территория НЕФТЕГАЗ» №8, август 2013 г. с. 46-47]. Действительно синусоидальный закон движения трансмиссии УШГН с СК приводит к возникновению больших напряжений в трансмиссии УШГН, что снижает надежность работы как самой штанговой колонны, так и глубинного штангового насоса плунжерного типа. - [см. 2 - Галимуллин М.Л. «Разработка технических средств повышения работоспособности скважинных плунжерных насосов» - Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук - г. Уфа, 2004 г., 25 с.]The most traditional types of surface drive USHGN are rocking balancing machines (SK). With their high durability, reliability and maintainability, this type of drive has significant disadvantages. The main ones are the need to build a massive foundation under them and the suboptimal law of motion of the output link associated with the rod column [see 1 - V.N. Ivanovsky “Increasing interest in sucker rod pumping units” - “NEFTEGAZ Territory” No. 8, August 2013, p. 46-47]. The truly sinusoidal law of motion of the USHGN transmission with the SC leads to the appearance of large voltages in the transmission of the USHGN, which reduces the reliability of both the rod string and the plunger-type deep-well rod pump. - [cm. 2 - Galimullin M.L. "Development of technical means to increase the efficiency of borehole plunger pumps" - Abstract for the degree of candidate of technical sciences - Ufa, 2004, 25 pp.]

Оптимизация закона движения выходного узла привода (поддержание постоянной скорости на всей длине рабочего хода) была достигнута в других видах привода УШГН. Это, прежде всего цепной привод (ЦП) для УШГН [см. 3. - Валовский В.М., Валовский К.В. «Цепные приводы скважинных штанговых насосов» - ОАО «ВНИИОЭНГ», Москва, 2004 г., 492 с.], и гидравлический привод (ГП) для УШГН [см. 4 - А. Дроздов «Гидроприводные насосы для осложненных условий» - Нефтегазовая вертикаль - №11, 2010 г., с. 38-42]. Однако из-за сложности кинематической схемы преобразования вращательного движения электродвигателя в линейное возвратно-поступательное движение штанговой колонны, цепной привод существенно уступает в надежности станку качалке [см. 1 - В.Н. Ивановский «Повышение интереса к штанговым насосным установкам» - «Территория НЕФТЕГАЗ» №8, август 2013 г. с. 46-47]. Кроме того, для его установки на скважине также необходим массивный фундамент. А гидропривод хотя и позволяет обеспечить самые оптимальные характеристики для работы, но также является очень сложной системой, недостатки которой особенно сильно проявляются при работе в условиях эксплуатации при низких температурах окружающего воздуха.The optimization of the law of motion of the output drive unit (maintaining a constant speed over the entire length of the working stroke) was achieved in other types of drive USHGN. This is, first of all, a chain drive (CPU) for USGN [see 3. - Valovsky V.M., Valovsky K.V. “Chain drives of borehole sucker rod pumps” - JSC VNIIOENG, Moscow, 2004, 492 pp.], And a hydraulic drive (GP) for UShGN [see 4 - A. Drozdov “Hydraulic drive pumps for complicated conditions” - Oil and gas vertical - No. 11, 2010, p. 38-42]. However, due to the complexity of the kinematic scheme for converting the rotational motion of the electric motor into linear reciprocating motion of the rod string, the chain drive is significantly inferior in reliability to the rocking machine [see 1 - V.N. Ivanovsky “Increasing interest in sucker rod pumping units” - “NEFTEGAZ Territory” No. 8, August 2013, p. 46-47]. In addition, a massive foundation is also required for its installation in the well. And the hydraulic drive, although it allows you to provide the most optimal characteristics for operation, is also a very complex system, the disadvantages of which are especially pronounced during operation in operating conditions at low ambient temperatures.

Перечисленные выше недостатки привели к созданию линейного электромеханического привода УШГН на базе реечной передачи, которые предложено называть «линейный реечный привод УШГН» [см. 1 - В.Н. Ивановский «Повышение интереса к штанговым насосным установкам» - «Территория НЕФТЕГАЗ» №8, август 2013 г. с. 46-47]. В настоящий момент этот вид привода, запатентованный и производимый компанией Unico. Inc (США) под маркой LRP, успешно внедряется на нефтяных промыслах всего мира.The above disadvantages led to the creation of a linear electromechanical drive USHGN based on rack and pinion, which are proposed to be called "linear rack drive USHGN" [see 1 - V.N. Ivanovsky “Increasing interest in sucker rod pumping units” - “NEFTEGAZ Territory” No. 8, August 2013, p. 46-47]. This type of drive is currently patented and manufactured by Unico. Inc (USA) under the brand name LRP, successfully introduced in the oil fields of the world.

Наиболее близкое техническое решение по своей сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству полезной модели является запатентованное компанией Unico. Inc (США) изобретение «Устройство линейного штангового насоса и способ его эксплуатации» [см. 5 - Патент США № US 8152492 В2, МКП F04B 17/00, опубл. 10.04.2012 г., приор. 12.06.2006 г.]. Остановимся на особенностях прототипа, который по своим отличительным признакам представляет из себя устройство привода УШГН его СУ и способ управления этим устройством. В патентной формуле прототипа описано устройство линейной штанговой насосной системы, обеспечивающее возвратно-поступательное вертикальное движение штанговой колонны глубинного штангового насоса (ШГН), при этом устройство содержит:The closest technical solution in its essence and the achieved effect to the claimed device of the utility model is patented by Unico. Inc (USA) invention "The device of a linear sucker rod pump and method of its operation" [see 5 - US Patent No. US 8152492 B2, MCP F04B 17/00, publ. 04/10/2012, Prior. June 12, 2006]. Let us dwell on the features of the prototype, which according to its distinctive features is a drive device USHN its SU and a way to control this device. The patent formula of the prototype describes a linear sucker rod pump system providing a reciprocating vertical movement of the sucker rod sucker rod string column (SHG), the device contains:

Линейный механический привод, состоящий из:Linear mechanical drive, consisting of:

- из корпуса установленного на фланце колонной головки;- from the housing mounted on the flange of the column head;

- вертикально расположенного подвижного элемента, связанного со штанговой колонной УШГН, с помощью которого обеспечивается управляемое возвратно-поступательное вертикальное движение штанговой колонны глубинного насоса;- a vertically located movable element associated with the rod column USHGN, with the help of which a controlled reciprocating vertical movement of the rod column of the deep pump is provided;

- реверсивного двигателя, имеющего обратимо вращающийся элемент функционально соединенный с вертикально подвижным элементом.- a reversible engine having a reversibly rotating element operably connected to a vertically movable element.

Взаимодействие в линейном механическом приводе осуществляются таким образом, чтобы обеспечивалась фиксированная взаимосвязь между угловым положением вращающегося элемента электродвигателя и перемещением вертикально подвижного элемента, обратимо с возможностью разворота (реверса). Двигатель попеременно вращается сначала в прямом направлении при первой части хода насоса (стадия ход плунжера вверх), а затем в обратном направлении при протекании второй части хода насоса (стадия ход плунжера вниз);Interaction in a linear mechanical drive is carried out in such a way as to provide a fixed relationship between the angular position of the rotating element of the electric motor and the movement of a vertically movable element, reversible with the possibility of a turn (reverse). The engine alternately rotates first in the forward direction at the first part of the pump stroke (stage upward stroke of the plunger), and then in the opposite direction during the second part of the pump stroke (stage downward stroke of the plunger);

Устройство линейного механического привода включает в себя зубчатую реечную передачу, состоящую из стойки с сформированной на ней зубчатой рейкой и ведущей шестерни, приспособленное для работы в вертикальном направлении для обеспечения возвратно-поступательного движения стойки вдоль оси рабочего хода насоса. Стойка зубчатой рейки функционально соединена с зубчатым венцом ведущей шестерни, а эта шестерня функционально соединена с вращающимся валом двигателя. Таким образом, вращение электродвигателя в прямом направлении, обеспечивает движение стойки зубчатой рейки вертикально вверх вдоль оси рабочего хода насоса, а движение стойки рейки вертикально вниз, сопровождается вращением двигателя в обратном направлении, противоположном прямому направлению хода насоса. Стойка зубчатой рейки функционально соединена с устьевым штоком штанговой колонны для передачи усилия. Стойка имеет в ее верхнем конце приспособление (узел) для оперативного прикрепления штока штанговой колонны. В стойке имеется продольно направленное отверстие, проходящие вдоль оси рабочего хода насоса от нижнего конца стойки к верхней части стойки. Шток имеет возможность перемещения внутри стойки в отверстии. Устройство линейного механического привода дополнительно включающее в себя крепежный зажим (фиксатор), обеспечивающий жесткое крепление штока штанговой колонны к стойке. Крепежный зажим (фиксатор) обеспечивает опору и осуществляет передачу усилия к верхнему концу штанговой колонны от стойки реечного привода.The linear mechanical drive device includes a rack and pinion gear, consisting of a rack with a gear rack formed on it and a pinion gear, adapted to work in the vertical direction to provide reciprocating movement of the rack along the axis of the pump stroke. The rack of the rack is functionally connected to the ring gear of the drive gear, and this gear is functionally connected to the rotating shaft of the engine. Thus, the rotation of the electric motor in the forward direction ensures the movement of the rack of the gear rack vertically up along the axis of the pump stroke, and the movement of the rack of the rack vertically down is accompanied by rotation of the motor in the opposite direction, opposite the forward direction of the pump. The rack of the rack is functionally connected to the wellhead of the rod string for transmitting force. The stand has at its upper end a device (assembly) for quick attachment of the rod string rod. The rack has a longitudinally directed hole extending along the axis of the pump stroke from the lower end of the rack to the upper part of the rack. The rod has the ability to move inside the rack in the hole. The linear mechanical drive device further comprising a mounting clip (latch), which provides a rigid mount rod rod to the column. The mounting clamp (latch) provides support and transmits force to the upper end of the rod string from the rack rack drive.

Стойка реечного привода, имеющая U-образное поперечное сечение, образующее продольно направленное отверстие в стойке, в форме открытого канала, расположенного вокруг оси рабочего хода насоса, а с наружной поверхности центральной части стойки, направленной противоположно от ножек, имеются зубья для зацепления с соответствующими зубьями венца ведущей шестерни;The rack of the rack drive having a U-shaped cross section forming a longitudinally directed hole in the rack, in the form of an open channel located around the axis of the pump stroke, and from the outer surface of the central part of the rack, directed opposite from the legs, there are teeth for engagement with the corresponding teeth crown gear;

Устройство линейного штангового насоса также имеет одни или более направляющих роликовых подшипника. Они размещены продольно против ножек стойки и напротив шестерни, для обеспечения зацепления зубьев стойки реечного механизма с зубчатым венцом ведущей шестерни;The linear sucker rod pump device also has one or more guideway roller bearings. They are placed longitudinally against the legs of the rack and opposite the gear, to ensure the engagement of the teeth of the rack rack and pinion mechanism with the ring gear of the pinion gear;

Устройство линейного штангового насоса, имеет пару направляющих опор, размещаемых с боков ножек стойки, напротив друг друга, для принудительного удержания стойки в положении, обеспечивающем зацепление зубьев стойки с венцом ведущей шестерни.The device of a linear sucker rod pump has a pair of guide bearings placed on the sides of the legs of the rack, opposite each other, to force hold the rack in a position that ensures engagement of the teeth of the rack with the crown of the pinion gear.

Дополнительные пункты патентной формулы раскрывают следующее:Additional patent claims disclose the following:

2 и 3 пункт патентной формулы раскрывают особенности конструкции места расположения ведущей шестерни в линейном механическом приводе.Claims 2 and 3 of the patent claims reveal design features of the location of the pinion gear in a linear mechanical drive.

В 4 пункте патентной формулы сообщается о том, что устройство может дополнительно содержать механический редуктор (коробку) размещенную между электродвигателем и ведущей шестерней.In paragraph 4 of the patent claims, it is reported that the device may further comprise a mechanical gearbox (box) located between the electric motor and the pinion gear.

В 5 пункте патентной формулы сообщается о том, что применяемый по п. 4 механический редуктор представляет из себя редуктор конического типа, благодаря чему ось вращения ведущей шестерни имеет перпендикулярное направление относительно оси рабочего хода насоса.In paragraph 5 of the patent formula, it is reported that the mechanical gearbox used in claim 4 is a bevel gearbox, so that the axis of rotation of the pinion gear is perpendicular to the axis of the pump stroke.

6 пункт патентной формулы раскрывает особенности системы управления (СУ) линейным реечным приводом насосной установки, которое обеспечивает работу электродвигателя в «двигательном» режиме при движении стойки вверх (прямое вращение электродвигателя) при восходящей части рабочего хода насоса; и обеспечивает работу двигателя в режиме торможения (электродвигатель работает в «генераторном» режиме), при движении стойки вниз при нисходящей части рабочего хода насоса. Кроме того, система управления включает в себя элемент хранения энергии, для накопления энергии, вырабатываемой в режиме торможения работы электродвигателя (когда электродвигатель работает в генераторном режиме), в котором расположен блок для использования накопленной энергии, обеспечивающий передачу накопленной энергии электродвигателю во время работы электродвигателя в двигательном (нагруженном) режиме. Система управления также может включать в себя рассеивающий элемент для обеспечения рассеивания энергии, вырабатываемой электродвигателем в режиме торможения его работы, при этом устройство управления избирательно настраивается для работы одного или другого из элементов накопителя энергии и элемента рассеивания энергии.6, the patent claims discloses the features of a control system (CS) with a linear rack-and-pinion drive of a pump installation, which ensures the operation of the electric motor in the "motor" mode when the rack moves upward (direct rotation of the electric motor) with the ascending part of the pump stroke; and ensures the operation of the engine in braking mode (the electric motor operates in the "generator" mode), when the rack moves downward with the descending part of the pump stroke. In addition, the control system includes an energy storage element for storing energy generated in the braking mode of the electric motor (when the electric motor is in the generator mode), in which there is a unit for using the stored energy, which provides the accumulated energy to the electric motor while the electric motor is operating in motor (loaded) mode. The control system may also include a scattering element to ensure dispersion of the energy generated by the electric motor in the mode of braking its operation, while the control device is selectively configured to operate one or the other of the energy storage elements and the energy dissipation element.

7, 8 и 9 пункты патентной формулы раскрывают сведения о том, что устройство дополнительно содержит в своем составе масляной поддон (ванну, картер), расположенную ниже нижнего конца стойки, и сконфигурированное для удержания в нем объема смазки, и для погружения в него нижней концевой части стойки, в результате чего обеспечивается смазка стойки при ее рабочем перемещении. Нижняя часть стойки погружается в смазку, находящуюся в поддоне, в течение по меньшей мере части каждого рабочего хода насоса. Поддон (ванна, картер) образована двумя трубами, герметично соединенными внизу, образуя жидкостную кольцевую полость между ними, для заполнения в эту полость объема смазки, которая закачивается в верхнюю часть этой кольцевой полости. Внутренняя трубчатая стенка поддона расположена вокруг устьевого штока, и свободно помещается внутри отверстия рейки для обеспечения хода, а внешняя стенка трубчатого отстойника расположена вокруг рейки.Claims 7, 8 and 9 of the patent claims disclose that the device further comprises an oil pan (bathtub, crankcase) located below the lower end of the strut and configured to hold the amount of lubricant in it and to immerse the lower end parts of the rack, resulting in lubrication of the rack during its working movement. The bottom of the rack is immersed in the grease located in the pan during at least part of each pump stroke. The pan (bathtub, crankcase) is formed by two pipes hermetically connected at the bottom, forming a liquid annular cavity between them, to fill the volume of lubricant that is pumped into the upper part of this annular cavity into this cavity. The inner tubular wall of the sump is located around the wellhead, and fits freely inside the opening of the rail to provide travel, and the outer wall of the tubular sump is located around the rail.

10 и 11 пункты патентной формулы сообщают о том, что устройство дополнительно может содержат упругий элемент, расположенный внутри полости в отстойнике, ниже нижнего конца стойки. Он обеспечивает появление в системе направленного вверх усилия приложенного к нижнему концу стойки, в случае если нижний конец стойки вышел за пределы разрешенного нормального нижнего положении стойки во время протекания рабочего хода. Упругий элемент может быть сконфигурирован и для формирования направленного вверх усилия, прилагаемого к нижнему концу стойки в течение части каждого рабочего хода глубинного штангового насоса. Согласно описанию изобретения упругий элемент может быть выполнен в виде пневмоцилиндра, в котором воздух сжимается при ходе стойки вниз, и расширяется при ходе стойки вверх. Последнее позволяет использовать энергию, высвобождаемую на стадии хода ШГН вниз, для использования при работе на стадии хода ШГН вверх.10 and 11, the claims indicate that the device may further comprise an elastic element located inside the cavity in the sump, below the lower end of the rack. It provides the appearance in the system of an upward directed force applied to the lower end of the rack, if the lower end of the rack has gone beyond the permitted normal lower position of the rack during the course of the working stroke. The elastic element can also be configured to form an upward force exerted on the lower end of the strut during part of each working stroke of the submersible sucker rod pump. According to the description of the invention, the elastic element can be made in the form of a pneumatic cylinder, in which air is compressed during the strut downward, and expands during the strut upward. The latter allows you to use the energy released at the stage of progress of the SHG down, for use when working at the stage of the progress of SHG up.

Выбранное в качестве, прототипа техническое решение обладает великолепными качествами, позволяющими обеспечивать гибкий оптимальный рабочий цикл с возможностью отдельного управления скоростью движения штанговой колонны (а значит и плунжера) насоса на любой из стадий, в том числе обеспечить возможность введения стадии ожидания между стадиями «ход вверх» и «ход вниз». Кроме того, для использования таких устройств нет необходимости в использовании массивных капитальных фундаментов на устье скважины. Привод целиком крепится непосредственно к фланцу обсадной колонны.The technical solution chosen as a prototype has excellent qualities that allows for flexible optimal working cycle with the ability to separately control the speed of the rod string (and therefore the plunger) of the pump at any stage, including the possibility of introducing a waiting stage between the stages "And" move down. " In addition, to use such devices there is no need to use massive capital foundations at the wellhead. The entire drive is directly attached to the casing flange.

Недостатком технического решения, выбранного в качестве прототипа является то, что в данной конструкции направляющие рейки образованы четырьмя плоскими поверхностями, изготовление которых с заданной точность является сложной и трудоемкой задачей как в корпусе, так и на самой рейке, и требующие механизмов настройки зазоров.The disadvantage of the technical solution chosen as a prototype is that in this design the guide rails are formed by four flat surfaces, the manufacture of which with a given accuracy is a complex and time-consuming task both in the housing and on the rail itself, and requiring clearance adjustment mechanisms.

Раскрытие предлагаемого технического решения.Disclosure of the proposed technical solution.

Целью заявляемой полезной модели является упрощение конструкции реечного узла и расширение эксплуатационных возможностей.The purpose of the claimed utility model is to simplify the design of the rack assembly and expand operational capabilities.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в известном устройстве линейного реечного привода глубинного штангового насоса, состоящего из следующих компонентов:This goal is achieved due to the fact that in the known device of a linear rack-and-pinion drive of a deep rod pump, consisting of the following components:

- электроприводного узла, электродвигателя (4) с находящемся на его валу редуктором (5) или мотор-редуктора (сформированного в едином корпусе электродвигателя и связанного с коническим редуктором);- an electric drive unit, an electric motor (4) with a gearbox (5) located on its shaft or a gear motor (formed in a single electric motor housing and connected to a bevel gear);

- реечной передачи (механизма), состоящей из зубчатой рейки (8), приспособленной для работы в вертикальном направлении для обеспечения возвратно-поступательного движения стойки вдоль оси рабочего хода насоса, и ведущей шестерни реечной передачи (11) с осью перпендикулярной оси рабочего хода насоса, функционально соединенной с выходным элементом электроприводного узла;- rack gear (mechanism), consisting of a gear rack (8), adapted to work in the vertical direction to provide reciprocating movement of the rack along the axis of the pump stroke, and the pinion gear of the rack gear (11) with the axis perpendicular to the axis of the pump stroke, functionally connected to the output element of the electric drive unit;

- узла крепления устьевого штока штанговой колонны (10) (опоры полированного штока);- the attachment site of the wellhead rod of the rod string (10) (polished rod supports);

- направляющих (12), расположенных в корпусе сверху и снизу шестерни, для фиксации и направлении рейки в положении, обеспечивающем зацепление зубьев рейки с венцом ведущей шестерни;- guides (12) located in the housing above and below the gear, for fixing and direction of the rack in the position that engages the teeth of the rack with the crown of the pinion gear;

Устройство может дополнительно содержать следующие элементы:The device may further comprise the following elements:

- поддон (картер) со смазкой, обеспечивающий смазку реечного механизма за счет погружения в него нижней части рейки,- a pallet (crankcase) with grease, which provides lubrication to the rack mechanism by immersing the bottom of the rail into it,

- упругий элемент (9), предназначенный для опоры рейки в нижнем положении при остановках, ремонтах, и для предотвращении выхода ее за пределы рабочего диапазона в случае отказа оборудования, так же, он может быть сконфигурирован и для формирования направленного вверх усилия, прилагаемого к нижнему концу рейки во время хода в верх.- an elastic element (9) designed to support the rail in the lower position during stops, repairs, and to prevent it from exceeding the working range in the event of equipment failure, it can also be configured to form an upward force applied to the lower end of the staff during the move to the top.

Стойка зубчатой рейки имеет округлое сечение в виде сегмента круга, причем зубцы реечной передачи сформированы в области хорды сегмента.The rack rack has a rounded section in the form of a segment of a circle, and the teeth of the rack and pinion are formed in the region of the chord of the segment.

Штанговая подвеска опирается на подшипниковый узел, при этом исключается крутящий момент возникающий при работе от насоса и штанг, что позволяет избавиться от необходимости фиксации рейки в радиальном направлении относительно своей оси. Опорный подшипниковый узел может располагаться в рейке сверху снизу и в любом месте по ее телу.The rod suspension relies on the bearing assembly, while excluding the torque arising during operation from the pump and rods, which eliminates the need to fix the rack in the radial direction relative to its axis. The support bearing assembly can be located in the rail from above from below and anywhere on its body.

Также в рейке может быть сквозной по ее длине открытый канал, ось которого параллельна оси рабочего хода глубинного штангового насоса, канал размещен напротив зубьев реечной стойки и предназначен для размещения в нем полированного штока.Also in the rail there may be an open channel through its length, the axis of which is parallel to the axis of the working stroke of the deep-well pump, the channel is placed opposite the teeth of the rack and is designed to accommodate a polished rod in it.

Варианты формы сечения сквозного открытого канала могут быть следующие:Options for the cross-sectional shape of the through open channel can be as follows:

1) круглой формы (Фиг. 5);1) round shape (Fig. 5);

2) прямоугольной формы, имеющей связь с внешней круговой поверхностью стойки;2) a rectangular shape having a connection with the outer circular surface of the rack;

3) комбинированной из двух сливающихся фигур круга и прямоугольника (Фиг. 6, Фиг. 7).3) a combination of two merging figures of a circle and a rectangle (Fig. 6, Fig. 7).

Устройство может содержать электроприводной или механический штанговращатель предназначенный для принудительного вращения штанг. Который устанавливается на подшипниковую опору.The device may include an electric or mechanical rod rotator designed for forced rotation of the rods. Which is mounted on a bearing support.

Основное отличие заявляемого технического решения от прототипа заключается в том, что вместо стойки U-образного (П-образного) сечения стойка имеет округлое сечение. Фактически она может изготавливаться из цельного металлического кругового профиля путем проведения токарных, фрезерных и сверлильных операций. Данная конструкция является самой простой в изготовлении, так как направляющие образованы одной цилиндрической поверхностью, такую форму проще всего реализовать на практике. В то время как в прототипе компании Unico Inc. (США) направляющих поверхностей не менее четырех.The main difference of the proposed technical solution from the prototype is that instead of the U-shaped (U-shaped) section, the rack has a rounded section. In fact, it can be made of a solid metal circular profile by carrying out turning, milling and drilling operations. This design is the easiest to manufacture, since the guides are formed by one cylindrical surface, this form is easiest to put into practice. While in the prototype of Unico Inc. (USA) guide surfaces of at least four.

Так же имеется опорный подшипниковый узел, который исключает крутящий момент, возникающий при работе насоса от штанг в скважине, что позволяет избавиться от необходимости дополнительных направляющих для фиксации рейки в радиальном направлении относительно своей оси.There is also a support bearing assembly, which eliminates the torque that occurs when the pump is operating from rods in the well, which eliminates the need for additional guides to fix the rack in a radial direction relative to its axis.

На ее основе спроектирован линейный реечный привод УШГН грузоподъемностью 12 т с длиной рабочего хода 3 м.On its basis, a linear rack-and-pinion drive USHGN with a lifting capacity of 12 tons with a stroke length of 3 m was designed.

Суть полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

Описание чертежейDescription of drawings

На Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3 и Фиг. 4 представлена общий вид и разрез линейного штангового привода установки для добычи нефти, в соответствии с заявляемой полезной моделью.In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 presents a General view and section of a linear rod drive installation for oil production, in accordance with the claimed utility model.

В схеме приняты следующие обозначения:The following notation is used in the circuit:

1 - Опора1 - Support

2 - Основание2 - Base

3 - Устьевой шток3 - Wellhead

4 - Электродвигатель4 - Electric motor

5 - Редуктор5 - Reducer

6 - Крышка-направляющая.6 - Cover-guide.

7 - Корпус7 - Case

8 - Рейка8 - Rail

9 - Демпфер9 - Damper

10 - Опора подшипниковая10 - Bearing support

11 - Шестерня11 - Gear

12 - Направляющие.12 - Guides.

На Фиг. 5, Фиг. 6 и Фиг. 7 представлено поперечное сечение рейки с вариантами формы канала (отверстия).In FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 shows a cross section of a rail with options for the shape of the channel (hole).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Привод насоса устанавливается непосредственно на устье скважины на фланец устьевой арматуры и крепится при помощи опоры 1 шпильками. Основание 2 предназначено для установки корпуса 7 на заданной высоте, и служит масляной ванной для смазки рейки 8 и шестерни 11. В корпусе 7 установлены направляющие 12 для фиксации рейки 8 и шестерня 11. На корпусе 7 установлен редуктор 5 с электродвигателем 4 приводящий во вращение шестерню. Реверсивный электродвигатель 4 соединенный с реечным механизмом через редуктор 5 и шестерню 11, двигает рейку вверх и вниз для хода устьевого штока 3. Во время каждого хода стойка смазывается погружением в масло налитое в основание 2.The pump drive is installed directly at the wellhead on the wellhead flange and is fastened with support 1 with studs. The base 2 is designed to install the housing 7 at a predetermined height, and serves as an oil bath for lubricating the rack 8 and gear 11. In the case 7 are installed rails 12 for fixing the rack 8 and gear 11. On the body 7 there is a gear 5 with an electric motor 4 that drives the gear . The reversible electric motor 4 connected to the rack and pinion mechanism through the gearbox 5 and gear 11 moves the rail up and down to move the wellhead rod 3. During each stroke, the rack is lubricated by immersion in oil poured into the base 2.

Устьевой шток 3 проходит через канал внутри рейки и поддерживается сверху подшипниковой опорой 10 над центром устья скважины. Устьевой шток не фиксирован вдоль оси, и способен двигаться внутри рейки в случае прихвата штока или насоса.Wellhead 3 passes through the channel inside the rack and is supported from above by a bearing support 10 above the center of the wellhead. The wellhead is not fixed along the axis, and is able to move inside the rack in the event of a stick or pump.

Демпфер 9 предназначен для опоры рейки в нижнем положении при остановках ремонтах, и для предотвращении выхода ее за пределы рабочего диапазона в случае отказа оборудования.Damper 9 is designed to support the rail in the lower position when repairs are stopped, and to prevent it from going beyond the operating range in the event of equipment failure.

Примеры реализации технического решения.Examples of technical solutions.

У авторов заявляемого в качестве полезной модели технического решения имеется пример разработанной конструкции линейного привода штангового глубинного насоса (ЛПШГН).The authors of the claimed technical model as a useful model have an example of a developed design of a linear drive of a sucker rod pump (LPSHGN).

Первое решение включает в себя ЛПШГН заявляемой конструкции с подшипниковой опорой, которая исключает крутящий момент возникающий при работе от насоса и штанг в скважине.The first solution includes LPSHGN of the claimed design with a bearing support, which eliminates the torque that occurs when working from the pump and rods in the well.

Второе решение включает в себя ЛПШГН заявляемой конструкции с штанговращателем предназначенным для принудительного вращения штанг. Который устанавливается на подшипниковую опору. И использует косые направляющие и храповой механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.The second solution includes the LPSHGN of the claimed design with a rotator designed for forced rotation of the rods. Which is mounted on a bearing support. And uses oblique guides and a ratchet mechanism to convert reciprocating motion into rotational motion.

Claims (3)

1. Линейный реечный привод штангового глубинного насоса для добычи нефти, включающий в себя электроприводной узел, реечную передачу, состоящую из стойки с зубчатой рейкой, ведущей шестерни реечной передачи, функционально соединенной с выходным элементом электроприводного узла, узла присоединения полированного штока штанговой колонны, отличающийся тем, что стойка зубчатой рейки имеет округлое сечение, и имеется опорный подшипниковый узел для опоры штанговой подвески.1. Linear rack drive of a sucker rod pump for oil production, including an electric drive unit, a rack drive, consisting of a rack with a gear rack, a pinion drive gear, functionally connected to the output element of the drive unit, an attachment unit for a polished rod column, characterized in that the rack rack has a rounded cross-section, and there is a support bearing assembly for supporting the rod suspension. 2. Линейный реечный привод штангового глубинного насоса для добычи нефти по п.1, отличающийся тем, что содержит электроприводной или механический штанговращатель, установленный на подшипниковую опору.2. The linear rack drive of the sucker rod pump for oil production according to claim 1, characterized in that it contains an electric or mechanical rod rotator mounted on a bearing support. 3. Линейный реечный привод штангового глубинного насоса для добычи нефти по п. 1, отличающийся тем, что рейка выполнена со сквозным по ее длине открытым каналом, предназначенным для размещения в нем полированного штока, ось которого параллельна оси рабочего хода глубинного штангового насоса.3. The linear rack-and-pinion drive of a sucker-rod sucker-rod pump for oil production according to claim 1, characterized in that the staff is made with an open channel through its length, designed to accommodate a polished rod, the axis of which is parallel to the axis of the working stroke of the sucker-rod pump.
RU2016106849U 2016-02-25 2016-02-25 Linear rack drive sucker rod pump for oil production RU168390U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106849U RU168390U1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Linear rack drive sucker rod pump for oil production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106849U RU168390U1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Linear rack drive sucker rod pump for oil production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU168390U1 true RU168390U1 (en) 2017-02-01

Family

ID=58450777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106849U RU168390U1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Linear rack drive sucker rod pump for oil production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU168390U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190612U1 (en) * 2019-04-29 2019-07-04 Рафаэль Ильшатович Хабиров LINEAR DRILLING DRIVE OF A DEEP ROD PUMP WITH SUPPORT
RU2720609C1 (en) * 2019-01-10 2020-05-12 Александр Евгеньевич Курков Linear rack-and-pinion drive of sucker rod pump for oil production (embodiments)
CN112577830A (en) * 2020-11-10 2021-03-30 河南中烟工业有限责任公司 Multifunctional tobacco shred performance testing device
RU219805U1 (en) * 2023-05-22 2023-08-08 Андрей Иванович Васильев BALL SCREW ROD PUMP DRIVE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8152492B2 (en) * 2006-06-12 2012-04-10 Unico, Inc. Linear rod pump apparatus and method
RU2488023C1 (en) * 2012-01-25 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Downhole rod pump drive
US8668475B2 (en) * 2006-06-12 2014-03-11 Unico, Inc. Linear rod pump apparatus and method
RU159640U1 (en) * 2015-07-21 2016-02-20 Закрытое акционерное общество "НТЦ Приводная Техника" LINEAR DRIVE BELL PUMP PUMP

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8152492B2 (en) * 2006-06-12 2012-04-10 Unico, Inc. Linear rod pump apparatus and method
US8668475B2 (en) * 2006-06-12 2014-03-11 Unico, Inc. Linear rod pump apparatus and method
RU2488023C1 (en) * 2012-01-25 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Downhole rod pump drive
RU159640U1 (en) * 2015-07-21 2016-02-20 Закрытое акционерное общество "НТЦ Приводная Техника" LINEAR DRIVE BELL PUMP PUMP

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720609C1 (en) * 2019-01-10 2020-05-12 Александр Евгеньевич Курков Linear rack-and-pinion drive of sucker rod pump for oil production (embodiments)
RU190612U1 (en) * 2019-04-29 2019-07-04 Рафаэль Ильшатович Хабиров LINEAR DRILLING DRIVE OF A DEEP ROD PUMP WITH SUPPORT
CN112577830A (en) * 2020-11-10 2021-03-30 河南中烟工业有限责任公司 Multifunctional tobacco shred performance testing device
RU219805U1 (en) * 2023-05-22 2023-08-08 Андрей Иванович Васильев BALL SCREW ROD PUMP DRIVE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU168390U1 (en) Linear rack drive sucker rod pump for oil production
RU2347947C1 (en) Deep-well pump unit
CN102182429A (en) Air balance hydraulic pumping unit for offshore platform
RU106650U1 (en) Borehole PUMP PUMP UNIT
RU2720609C1 (en) Linear rack-and-pinion drive of sucker rod pump for oil production (embodiments)
US20210079771A1 (en) Reciprocating downhole pump
WO2020222672A1 (en) Linear rack and pinion drive for a downhole sucker rod pump with a support
RU190612U1 (en) LINEAR DRILLING DRIVE OF A DEEP ROD PUMP WITH SUPPORT
US20170211666A1 (en) Load reduction device for deep well pumping systems and pumping system comprising said device
RU2532641C1 (en) Submersible pump set
RU2347946C1 (en) Rod pump group drive
RU2462617C1 (en) Bottom-hole pump drive
RU219805U1 (en) BALL SCREW ROD PUMP DRIVE
RU75873U1 (en) DEEP DEPT PUMP DRIVE
RU2611126C1 (en) Drive of oil well pump
RU2394984C2 (en) Facility for delivery of instruments into horizontal well
CN202483525U (en) Self-balancing double-horse-head gear drive pumping unit
CN202031549U (en) Pneumatic-balance hydraulic pumping unit for offshore platform
RU176488U1 (en) Ball screw drive sucker rod pump
CN202284463U (en) Crank-slider type pumping unit
EA033870B1 (en) Pumping machine comprising an electromechanical lifting system
RU161425U1 (en) ROCKING MACHINE
RU165519U1 (en) SCREW BOTTOM ENGINE
RU79954U1 (en) DRIVE PUMP PUMP DRIVE
RU2333387C2 (en) Multiplier-type power driving unit for oil field plant

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190226