+

RU2701653C1 - Submersible rodless pump unit - Google Patents

Submersible rodless pump unit Download PDF

Info

Publication number
RU2701653C1
RU2701653C1 RU2019112507A RU2019112507A RU2701653C1 RU 2701653 C1 RU2701653 C1 RU 2701653C1 RU 2019112507 A RU2019112507 A RU 2019112507A RU 2019112507 A RU2019112507 A RU 2019112507A RU 2701653 C1 RU2701653 C1 RU 2701653C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
submersible
pump
slider
cores
Prior art date
Application number
RU2019112507A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Юрьевич Вдовин
Лев Иосифович Локшин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ")
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 "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ")
Priority to RU2019112507A priority Critical patent/RU2701653C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2701653C1 publication Critical patent/RU2701653C1/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
    • F04B47/06Pumps 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)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to design of rodless subsurface pump-borehole installations for extraction of formation fluids in oil production. Proposed plant comprises submersible plunger pump 25 composed of case 26, plunger 27, suction 28 and discharge valve 29 and rod 20. Submersible linear electric motor (LEM) 1 installing under the pump is connected to pump 25 through the current lead head 13. LEM 1. It includes housing 2, inside which there is stator 3 with modules (M) 5 installed on thin-wall bushes 4, consisting of cores 6 and induction coils (IC) 7. Each M 5 is limited by end covers (EC) 8. Center bearings 9 are mounted between M 5. Distances between EC 8 of adjacent M 5 are made over the whole length of stator and equal to each other and strictly multiple to length of polar pitch 22 of stator. Stator polar pitches lengths are equal to width of three IC 7 with three adjacent cores 6 made equal to lengths of po polar pitches 23 of the slider, measured by width of permanent magnet 11 with two adjoining magnetically conductive cores 12. Inside stator 3 there arranged is slider 21 consisting of shaft 10 with permanent magnets 11 and magnetically conductive cores 12 installed on it. Shaft 10 is connected with rod 20. In the lower part of housing 2 LEM pressure compensator 17 is installed, the oil-filled cavity of which is hydraulically connected to the cavity of stator 3. Submersible plant is lowered into well on tubing and connected to ground equipment by power cable.EFFECT: higher tractive effort and reliability, while maintaining repairability.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям бесштанговых глубинных насосно-скважинных установок возвратно-поступательного движения для добычи пластовых жидкостей в нефтедобыче, в которых используются в качестве привода погружные линейные магнитоэлектрические двигатели. Заявляемая установка предназначена, преимущественно, для малодебитных скважин при эксплуатации глубоких пластов глубиной до 3000 м.The invention relates to structures of rodless deep well-pumping installations for the production of formation fluids in oil production, in which submersible linear magnetoelectric motors are used as a drive. The inventive installation is intended mainly for low-yield wells during the operation of deep formations with a depth of up to 3000 m

Для нефтяных компаний вопрос эффективной эксплуатации малодебитного фонда остается достаточно острым. Подбор техники и технологии для подъема жидкости из таких скважин является одной из основных задач направления нефтегазодобычи, наиболее актуальной из которых является развитие применения альтернативных способов добычи.For oil companies, the issue of the efficient operation of a low-yield fund remains quite acute. The selection of equipment and technology for lifting liquids from such wells is one of the main tasks in the direction of oil and gas production, the most relevant of which is the development of the use of alternative production methods.

Из уровня техники известны и широко используются установки штанговые глубиннонасосные (УШГН) с плунжерными насосами. Однако в связи с усложнением условий эксплуатации скважин и структуры фонда скважин, с существенным увеличением глубины скважин выявились существенные ограничения технических возможностей УШГН, обусловленные наличием в приводе колонны штанг и станка-качалки.The state of the art known and widely used installation deep-rod sucker rod pump (USGN) with plunger pumps. However, due to the complication of the operating conditions of the wells and the structure of the well stock, with a significant increase in the depth of the wells, significant limitations of the technical capabilities of the USGN were revealed due to the presence of rod rods and a rocking machine in the drive.

Погружные бесштанговые насосные установки являются результатом сочетания основных положительных конструктивных особенностей УШГН (использование объемного типа насоса, позволяющего производить регулирование подачи без изменения напорной характеристики) и установок с электроцентробежным насосом (УЭЦН) (использование для электроцентробежного насоса прямого погружного электрического привода), а так же исключения отрицательных сторон этих же способов эксплуатации, таких как: использование металлоемкого наземного привода; системы механизмов, преобразующих вращательное движение в возвратно-поступательное; колонны насосных штанг.Submersible rodless pump units are the result of a combination of the main positive design features of UShGN (the use of a volumetric type of pump that allows regulating the flow without changing the pressure characteristic) and installations with an electric centrifugal pump (ESP) (use of a direct submersible electric drive for an electric centrifugal pump), as well as exceptions the negative sides of the same methods of operation, such as: the use of metal-intensive ground drive; systems of mechanisms that transform rotational motion into reciprocating; columns of sucker rods.

Основной особенностью погружных линейных двигателей является то, что конструкции должны иметь малый диаметр, ограниченный стенками скважин, и большую длину. Однако длина погружных бесштанговых насосных установок так же ограничивается возможностью спуска установок в скважины, имеющие путевые искривленные участки.The main feature of submersible linear motors is that the structures must have a small diameter bounded by the walls of the wells and a large length. However, the length of the submersible rodless pumping units is also limited by the possibility of lowering the units into wells having curved track sections.

Основным требованием, предъявляемым к погружным бесштанговым насосным установкам, является необходимость максимальной силы тяги из расчета на один погонный метр (п.м.) длины погружного линейного электродвигателя для обеспечения необходимого напора для подъема жидкости из глубоких скважин.The main requirement for submersible rodless pumping units is the need for maximum traction per one linear meter (m) of the length of the submersible linear motor to provide the necessary pressure for lifting fluid from deep wells.

Известен целый ряд погружных бесштанговых насосных установок, содержащих электродвигатель с возвратно - поступательно движущимся рабочим органом (слайдером), связанным с плунжером плунжерного насоса (авторское свид-во СССР №491793, 538153). В таких установках особенно важно, что пустотелость вала рабочего органа (слайдера) линейных двигателей существенно уменьшает активное сечение магнитопровода слайдера и приводит к его насыщению при повышении силы тока в обмотках статора. Насыщение магнитопровода ограничивает и снижает силу тяги линейного двигателя, необходимую для подъема жидкости из глубоких скважин.A number of submersible rodless pumping units are known, containing an electric motor with a reciprocating moving working body (slider) associated with a plunger of a plunger pump (USSR author's certificate No. 491793, 538153). In such installations, it is especially important that the hollowness of the shaft of the working body (slider) of linear motors significantly reduces the active cross section of the slider's magnetic circuit and leads to its saturation with increasing current in the stator windings. The saturation of the magnetic circuit limits and reduces the linear motor traction required to lift the fluid from deep wells.

Достигнутый за последние двадцать лет прогресс в области промышленного освоения производства высококоэрцитивных сплавов и соединений для постоянных магнитов позволил создать линейные электрические двигатели с более высокими энергетическими и удельными показателями.The progress achieved over the past twenty years in the industrial development of the production of high-coercive alloys and compounds for permanent magnets has allowed the creation of linear electric motors with higher energy and specific indicators.

Появление магнитов с большой максимальной магнитной энергией позволило создать магнитоэлектрические синхронные машины с возбуждением магнитного поля с помощью постоянных магнитов.The advent of magnets with a large maximum magnetic energy made it possible to create magnetoelectric synchronous machines with excitation of a magnetic field using permanent magnets.

Синхронная машина с постоянными магнитами отличается высокой надежностью в работе, имеет простую электрическую схему, не потребляет энергию на возбуждение, обладает повышенным К.П.Д.A synchronous machine with permanent magnets is highly reliable, has a simple electrical circuit, does not consume energy for excitation, and has an increased K.P.D.

Статор линейного синхронного двигателя независимо от конструктивного исполнения аналогичен статору асинхронной машины. На статоре линейного синхронного двигателя располагается трехфазная обмотка, которая при подключении к трехфазной сети питающего напряжения создает бегущее магнитное поле. Это поле сцепляется с полем постоянных магнитов расположенных на слайдере, при этом, сила взаимодействия магнитных полей статора и слайдера приводит слайдер в движение со скоростью бегущего магнитного поля.The stator of a linear synchronous motor, regardless of the design, is similar to the stator of an asynchronous machine. On the stator of a linear synchronous motor there is a three-phase winding, which when connected to a three-phase supply voltage network creates a running magnetic field. This field is coupled to the field of permanent magnets located on the slider, while the force of interaction of the magnetic fields of the stator and slider sets the slider in motion with the speed of the traveling magnetic field.

Такие линейные двигатели с постоянными магнитами в рабочем органе (слайдере) имеют значительно лучшие тяговые характеристики и их используют при разработке погружных бесштанговых насосных установок.Such linear motors with permanent magnets in the working body (slider) have significantly better traction characteristics and are used in the development of submersible rodless pump units.

Из уровня техники известна погружная бесштанговая насосная установка (Патент РФ №2489600), в конструкции которой предусмотрен привод погружного плунжерного насоса, выполненный в виде линейного электродвигателя, имеющего цилиндрический корпус с концевой пробкой, внутри которого размещены статор и головка возвратно-поступательного действия, состоящая из вала, с установленными на нем постоянными магнитами и магнитопроводящими сердечниками, у которого полости, образовавшиеся внутри корпуса и разделенные между собой статором и головкой возвратно-поступательного действия, заполняются пластовой жидкостью. При этом вал головки возвратно-поступательного действия выполнен полым и через радиальные отверстия соединяет между собой полости, образовавшиеся внутри корпуса, при этом, по крайней мере, одна из полостей сообщается с затрубным пространством через фильтрующий элемент.The prior art is known submersible rodless pump installation (RF Patent No. 2489600), the design of which provides for the drive of a submersible plunger pump, made in the form of a linear electric motor having a cylindrical body with an end plug, inside which are placed a stator and a reciprocating head, consisting of a shaft with permanent magnets mounted on it and magnetically conductive cores, in which cavities formed inside the housing and separated by a stator and a head reciprocating action, filled with reservoir fluid. At the same time, the shaft of the reciprocating head is hollow and connects the cavities formed inside the housing through the radial holes, while at least one of the cavities communicates with the annulus through the filter element.

Основными недостатками данной конструкции являются ограничение силы тяги, вследствие пустотелости вала слайдера и высокой вероятности его насыщения при повышении рабочего тока статора, а также размещение агрессивного расходного материала (ингибитора коррозии) внутри устройства, что резко снижает электрическую надежность устройства и обуславливает существенное увеличение эксплуатационных затрат в связи с необходимостью частых спускоподъемных операций для заправки ингибитора.The main disadvantages of this design are the limitation of the traction force due to the hollowness of the slider shaft and the high probability of saturation with increasing stator operating current, as well as the placement of aggressive consumables (corrosion inhibitor) inside the device, which sharply reduces the electrical reliability of the device and leads to a significant increase in operating costs due to the need for frequent tripping operations to refuel the inhibitor.

Из уровня техники также известен погружной насосный агрегат, описанный в Патенте РФ №2577671, который служит для встраивания в погружной блок установки для добычи нефти. А сама указанная известная Установка состоит из наземного блока, погружного блока и силового кабеля между наземным и погружным блоками. Погружной насосный агрегат содержит корпус; всасывающий клапан; нагнетательный клапан; ротор; статор и индукционные катушки. Пара плунжер-цилиндр выполнена в виде линейного насоса, причем плунжер, состоящий из металлической трубки с постоянными магнитами со встречными полюсами, чередующимися с металлическими вставками, является одновременно и ротором насосного агрегата. Цилиндр ротора выполняет роль изолирующей трубы и выполнен из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного и немагнитного материалов. Статор состоит из цилиндра статора, выполненного из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного и немагнитного материалов и индукционных катушек, заключенных в короба-сердечники, а расстояние между цилиндром ротора и цилиндром статора выполнено с обеспечением минимального зазора. Индукционные катушки и короба-сердечники выполнены со сквозными круглыми отверстиями, расположенными соосно со всеми индукционными катушками и коробами-сердечниками, в которые вставлены тепловые трубки, один конец которых расположен внутри статора и является теплоприемником, а второй конец выведен в поток откачиваемой жидкости и является теплоотводом. Ширина колец немагнитного материала цилиндра ротора равна ширине постоянного магнита на металлической трубке. Ширина металлических вставок равна ширине колец ферромагнитного материала цилиндра ротора. Ширина колец ферромагнитного и немагнитного материала в цилиндре статора одинакова, а в цилиндре ротора ширина колец немагнитного материала вдвое больше колец ферромагнитного материала. Индукционные катушки, заключенные в короба-сердечники, выполненные таким образом, что сверху они имеют зазоры для вывода обмотки и полностью закрывают ширину индукционных катушек, а снизу, в месте соприкосновения с цилиндром статора, короба-сердечники расположены на одном уровне с кольцами ферромагнитного материала цилиндра статора.The prior art also knows the submersible pump unit described in the Patent of the Russian Federation No. 2577671, which serves to be embedded in the submersible block of the installation for oil production. And the indicated well-known installation itself consists of a ground block, a submersible block and a power cable between the ground and submersible blocks. Submersible pump unit contains a housing; suction valve; discharge valve; rotor; stator and induction coils. A pair of plunger-cylinder is made in the form of a linear pump, and the plunger, consisting of a metal tube with permanent magnets with oncoming poles, alternating with metal inserts, is also the rotor of the pump unit. The rotor cylinder acts as an insulating pipe and is made of alternating fused rings of ferromagnetic and non-magnetic materials. The stator consists of a stator cylinder made of alternating fused rings of ferromagnetic and non-magnetic materials and induction coils enclosed in core boxes, and the distance between the rotor cylinder and the stator cylinder is made with a minimum clearance. Induction coils and core boxes are made with through round holes located coaxially with all induction coils and core boxes, into which heat pipes are inserted, one end of which is located inside the stator and is a heat sink, and the other end is brought into the pumped liquid flow and is a heat sink . The width of the rings of the non-magnetic material of the rotor cylinder is equal to the width of the permanent magnet on the metal tube. The width of the metal inserts is equal to the width of the rings of the ferromagnetic material of the rotor cylinder. The width of the rings of ferromagnetic and non-magnetic material in the stator cylinder is the same, and in the rotor cylinder the width of the rings of non-magnetic material is twice as large as the rings of the ferromagnetic material. Induction coils enclosed in core boxes made in such a way that they have gaps on the top for winding output and completely cover the width of the induction coils, and bottom, at the point of contact with the stator cylinder, the core boxes are flush with the rings of the ferromagnetic material of the cylinder stator.

Недостатком данной конструкции является существенное снижение сечения магнитопровода (слайдера) вследствие пустотелости его вала, что обуславливает насыщение магнитопровода при повышении рабочего тока статора, а значит - снижение силы тяги линейных двигателей.The disadvantage of this design is a significant decrease in the cross section of the magnetic circuit (slider) due to the hollowness of its shaft, which leads to saturation of the magnetic circuit with an increase in the operating current of the stator, which means a decrease in the traction force of linear motors.

Из уровня техники известна конструкция погружного линейного магнитоэлектрического двигателя, используемого совместно с погружным насосом в бесштанговых глубинных насосных установках возвратно-поступательного движения для добычи пластовых жидкостей в нефтедобыче (Патент РФ №2549381). Электродвигатель в этой установке содержит герметичный статор с установленными в нем сердечниками с катушками, токовводом и головкой для соединения с насосом. В статоре расположен подвижный шток, включающий соединительную штангу с резьбой для соединения штока с плунжером насоса и активный герметичный слайдер, соединенный со штоком резьбовым соединением, выполненным в соединительной муфте. Слайдер содержит последовательно технологические пакеты, которые соединены между собой муфтами. Шток расположен во внутренней трубе, выполненной из нержавеющей стали с хонингованной поверхностью, между которой и поверхностью штока образован зазор. Головка соединена с корпусом статора резьбовым соединением через герметичные проставки, имеющие каналы. К основанию статора прикреплен компенсатор с упругой диафрагмой, которая выполнена в виде пузыря, имеющего диаметр в средней части больше диаметра каждой его концевой части, причем один конец диафрагмы связан с основанием статора, а ее другой конец соединен с муфтой, соединяющей электродвигатель с компенсатором.The prior art design of a submersible linear magnetoelectric motor used in conjunction with a submersible pump in rodless deep pumping units for reciprocating motion for the production of formation fluids in oil production (RF Patent No. 2549381). The electric motor in this installation contains a sealed stator with cores installed in it with coils, current lead and head for connection to the pump. A movable rod is located in the stator, including a connecting rod with a thread for connecting the rod to the pump plunger and an active tight slider connected to the rod by a threaded connection made in the connecting sleeve. The slider contains sequentially technological packages that are interconnected by couplings. The stem is located in an inner tube made of stainless steel with a honed surface, between which a clearance is formed between the surface of the stem. The head is connected to the stator housing by a threaded connection through sealed spacers having channels. A compensator with an elastic diaphragm is attached to the base of the stator, which is made in the form of a bubble having a diameter in the middle part greater than the diameter of each of its end parts, with one end of the diaphragm connected to the stator base and its other end connected to a coupling connecting the electric motor to the compensator.

Недостатком этой погружной установки, оборудованной известным электродвигателем, является малая надежность обусловленная наличием в двигателе компенсатора с упругой диафрагмой, которая выполнена в виде пузыря, сложность конструкции и повышение трудоемкости технического обслуживания.The disadvantage of this submersible installation, equipped with a known electric motor, is the low reliability due to the presence in the engine of a compensator with an elastic diaphragm, which is made in the form of a bubble, the complexity of the design and the increase in the complexity of maintenance.

Наиболее близкой по назначению и сущности к предлагаемому изобретению является погружная бесштанговая насосная установка возвратно-поступательного действия с числовым программным управлением (Патент ЕАПО №009268). Известная установка содержит плунжерный насос и соединенный с ним погружной линейный электродвигатель (далее - ЛЭД), который устанавливается под указанным насосом. Линейный электродвигатель, входящий в компоновку этой установки, состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого размещен статор с периодически установленными на тонкостенных втулках из нержавеющей стали стальными сердечниками и соединенными между собой индукционными катушками, образующими множество групп круглых обмоток. Между обмотками установлены опорные направляющие. Внутри статора, с образованием кольцевой полости, размещена головка возвратно поступательного действия - слайдер, состоящая из цельнометаллического вала, соединенного с плунжером насоса и с установленными на нем постоянными магнитами и магнитопроводящими стальными круглыми сердечниками, постоянные магниты отстоят друг от друга на одинаковом расстоянии между стальными сердечниками головки возвратно-поступательного действия и имеют меньший, чем круглые стальные сердечники наружний диаметр, при этом, вывод обмоток статора соединен с находящимся на поверхности блоком цифрового программного управления.The closest in purpose and essence to the invention is a submersible rodless pumping unit reciprocating with numerical control (Patent EAPO No. 009268). The known installation contains a plunger pump and a submersible linear electric motor (hereinafter - LED) connected to it, which is installed under the specified pump. The linear electric motor included in the layout of this installation consists of a cylindrical housing, inside which a stator is placed with steel cores periodically mounted on thin-walled stainless steel bushings and interconnected by induction coils, forming many groups of round windings. Supporting guides are installed between the windings. Inside the stator, with the formation of an annular cavity, a reciprocating head is placed - a slider consisting of an all-metal shaft connected to the pump plunger and with permanent magnets and magnetically conducting steel round cores mounted on it, permanent magnets are spaced from each other at the same distance between steel cores the heads of the reciprocating action and have an outer diameter smaller than the round steel cores, while the output of the stator windings is connected to located on the surface of the digital program control unit.

Недостатком данного технического решения является недостаточная надежность, обусловленная следующим:The disadvantage of this technical solution is the lack of reliability due to the following:

Во-первых, тем, что вывод обмоток статора ЛЭД соединен неразъемно с питающим кабелем без промежуточного разъемного узла токоввода (головки токоввода);Firstly, by the fact that the output of the LED stator windings is connected inseparably to the supply cable without an intermediate detachable node of the current lead (current lead head);

Во-вторых, не обеспечено при работе надежное демфирование слайдера, смазка и охлаждение контактной поверхности слайдера и цилиндра статора.Secondly, reliable slider damping, lubrication and cooling of the contact surface of the slider and the stator cylinder are not ensured during operation.

Существенным недостатком этой известной конструкции также является неремонтопригодность установки, так как большинство узлов в ней соединены сваркой и залиты компаундом.A significant drawback of this known construction is also the non-maintainability of the installation, since most of the nodes in it are connected by welding and filled with a compound.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в повышении надежности, в увеличении величины напора насосной установки, в упрощении подключения к питанию ЛЭД, используемому в этой установке, при одновременном обеспечении ремонтопригодности установки и улучшении ее технологичности за счет обеспечения возможности спуска насосной установки в скважину стандартными подъемниками.The technical result achieved by the claimed invention is to increase reliability, to increase the pressure head of the pump installation, to simplify the connection to the power supply of the LEDs used in this installation, while ensuring maintainability of the installation and improving its manufacturability by providing the possibility of lowering the pump installation into the well with standard lifts.

Указанный технический результат достигается предлагаемой погружной бесштанговой насосной установкой, содержащей плунжерный насос и установленный под указанным плунжерным насосом погружной линейный электродвигатель, включающий цилиндрический корпус, внутри которого с размещен статор, выполненный с периодически установленными на тонкостенных втулках из нержавеющей стали равных по длине частей - модулей, состоящих из стальных сердечников и соединенных между собой индукционных катушек, образующих группы обмоток, при этом каждый модуль ограничен торцевыми крышками, а между модулями установлены опорные направляющие в виде подшипников-центраторов, и соосно установленную внутри статора с образованием кольцевой полости головку возвратно-поступательного действия - слайдер, состоящий из цельнометаллического вала с установленными на нем постоянными магнитами и магнитопроводящими сердечниками, при этом вал слайдера выполнен с возможностью жесткого соединения напрямую со штоком плунжера погружного насоса, при этом новым является то, что установка дополнительно содержит маслозаполненный компенсатор давления, установленный жестко сочлененным с нижней частью корпуса линейного электродвигателя, при этом полость компенсатора гидравлически соединена с кольцевой полостью двигателя, а также дополнительно содержит в верхней части корпуса электродвигателя головку токоввода с герметичным разъемом для соединения фазных обмоток линейного электродвигателя с муфтой кабельного ввода питающего кабеля и со сквозным осевым каналом, диаметр которого выполнен с возможностью свободного возвратно-поступательного движения в нем связки слайдер - шток плунжера погружного насоса, при этом расстояния между торцевыми крышками смежных модулей статора, занимаемыми подшипниками-центраторами, выполнены по всей длине статора равными между собой и строго кратными длине полюсного деления статора, длины полюсных делений статора, измеряемые шириной трех индукционных катушек с тремя прилегающими стальными сердечниками, выполнены строго равными длинам полюсных делений слайдера, измеряемых шириной постоянного магнита с двумя прилегающими магнитопроводящими стальными сердечниками.The specified technical result is achieved by the proposed submersible rodless pump installation containing a plunger pump and a submersible linear motor installed under the specified plunger pump, including a cylindrical housing, inside which a stator is placed, made with periodically installed parts of equal lengths on stainless steel bushings that are equal in length - modules, consisting of steel cores and interconnected induction coils forming groups of windings, with each mode l is limited by end caps, and between the modules there are support rails in the form of centralizer bearings, and a reciprocating head coaxially mounted inside the stator with the formation of an annular cavity - a slider consisting of an all-metal shaft with permanent magnets and magnetically conducting cores installed on it, while the slider shaft is made with the possibility of hard connection directly with the plunger rod of the submersible pump, while the new one is that the installation additionally contains an oil-filled pressure compensator installed rigidly articulated with the lower part of the linear motor housing, while the compensator cavity is hydraulically connected to the annular cavity of the motor, and also additionally contains a current lead in the upper part of the motor housing with a sealed connector for connecting the phase windings of the linear motor with a cable input coupling cable and with a through axial channel, the diameter of which is made with the possibility of free reciprocating the slider - plunger rod of the submersible pump moves in it, while the distances between the end caps of the adjacent stator modules occupied by the centralizer bearings are made along the entire length of the stator equal to each other and strictly multiples of the length of the pole section of the stator, the length of the pole sections of the stator, measured by a width of three induction coils with three adjacent steel cores are made exactly equal to the lengths of the pole divisions of the slider, measured by the width of the permanent magnet with two adjacent magnetically conductive perimental cores.

Нижняя часть корпуса линейного электродвигателя выполнена с возможностью сочленения с маслозаполненным компенсатором давления через патрубок - удлинитель, а полость компенсатора гидравлически соединена с кольцевой полостью электродвигателя посредством трубок, проложенных по поверхности патрубка - удлинителя.The lower part of the linear motor case is made with the possibility of articulation with an oil-filled pressure compensator through the extension pipe, and the compensator cavity is hydraulically connected to the annular cavity of the electric motor by means of tubes laid along the surface of the extension pipe.

Погружной плунжерный насос включает корпус насоса, плунжер насоса, всасывающий клапан, нагнетательный клапан и шток плунжерного насоса. Погружная установка спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) и подключается к наземному оборудованию силовым кабелем.A submersible plunger pump includes a pump housing, a pump plunger, a suction valve, a discharge valve, and a plunger pump stem. The submersible installation is lowered into the well on tubing (tubing) and connected to the ground equipment with a power cable.

Сущность физики явлений, обуславливающих работу предлагаемого погруженного линейного электродвигателя, могут быть объяснены следующим.The essence of the physics of the phenomena that determine the operation of the proposed submerged linear electric motor can be explained as follows.

Электромагнитные силы, возникающие в линейном электродвигателе, обусловлены тем, что при прохождении электрического тока по катушкам статора на проводники с током (витки индукционных катушек) действует магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами слайдера и, при этом, создается силовое воздействие по закону Ампера. Так как катушки в статоре закреплены неподвижно, то под действием возникающих сил перемещается подвижный рабочий орган - слайдер.The electromagnetic forces arising in a linear electric motor are due to the fact that when electric current passes through the stator coils, current conductors (turns of induction coils) are affected by a magnetic field created by the permanent magnets of the slider and, at the same time, a force effect is created according to Ampere's law. Since the coils in the stator are fixed motionless, then under the action of the arising forces a movable working body - a slider moves.

При прямом чередовании фаз тока, задаваемом станцией управления, система: слайдер-шток плунжера, перемещаются в одну сторону, при обратном чередовании фаз - перемещаются в другую сторону, обеспечивая стационарную работу насосной установки, в которой установлен предлагаемый линейный электродвигатель.With a direct alternation of the current phases set by the control station, the system: the slider-rod of the plunger move in one direction, with the reverse phase rotation - move in the other direction, providing stationary operation of the pump installation in which the proposed linear electric motor is installed.

Благодаря тому, что установка дополнительно снабжена установленным под линейным электродвигателем маслозаполненным компенсатором давления, который соединен с нижней частью корпуса линейного электродвигателя, в преимущественном варианте через патрубок-удлинитель, и при этом полость компенсатора гидравлически соединена с полостью статора, например, посредством трубок, проложенных по поверхности патрубка-удлинителя, обеспечивается надежная герметизация обмоток статора от внешней среды, улучшение теплоотвода и оптимизация конструкции линейного двигателя, а значит и всей установки.Due to the fact that the installation is additionally equipped with an oil-filled pressure compensator installed under the linear motor, which is connected to the lower part of the linear motor housing, preferably through an extension pipe, and the cavity of the compensator is hydraulically connected to the stator cavity, for example, by tubes laid along the surface of the extension pipe, reliable sealing of the stator windings from the external environment, improved heat removal and optimization of the design linear motor, and therefore the entire installation.

Благодаря тому, что слайдер выполнен с возможностью жесткого соединения напрямую со штоком плунжера погружного насоса, а диаметр слайдера выполнен равным диаметру штока плунжерного насоса и, при этом, канал головки токоввода выполнен с диаметром, обеспечивающим свободное возвратно-поступательное движение связки слайдер - шток плунжерного насоса, упрощается конструкция, повышается ее надежность и обеспечивается уменьшение габаритов линейного двигателя.Due to the fact that the slider is made with the possibility of rigid connection directly with the plunger rod of the submersible pump, and the slider diameter is made equal to the diameter of the plunger pump rod and, at the same time, the current lead head channel is made with a diameter that provides free reciprocating movement of the slider-plunger pump rod , the design is simplified, its reliability is increased and the dimensions of the linear motor are reduced.

Благодаря тому, что интервалы (расстояния) между любыми двумя смежными модулями статора, занимаемыми подшипниками-центраторами, выполнены равными между собой и строго кратными по длине полюсным делениям статора, а длины полюсных делений статора, измеряемых шириной трех индукционных катушек с тремя прилегающими стальными сердечниками, выполнены строго равными длинам полюсных делений слайдера, измеряемых шириной постоянного магнита с двумя прилегающими магнитопроводящими стальными сердечниками, улучшается угловая характеристика линейного двигателя, при этом оптимизируются зависимость силы тяги линейного двигателя от угла между осями полюсов статора и слайдера, реализуется возможность повышения силы тяги линейного двигателя и исключается опасность вибрации слайдера при отклонении от номинальных нагрузок. При этом под модулями статора понимаются части статора разделяемые торцевыми крышками и смежными подшибниками - центраторами.Due to the fact that the intervals (distances) between any two adjacent stator modules occupied by centralizer bearings are made equal to each other and strictly multiple in length to the pole divisions of the stator, and the lengths of the pole divisions of the stator, measured by the width of three induction coils with three adjacent steel cores, made strictly equal to the lengths of the pole divisions of the slider, measured by the width of the permanent magnet with two adjacent magnetically conducting steel cores, the angular characteristic of the line is improved ynogo engine, the optimized linear dependence of the force thrust on the angle between the axes of the stator pole and the slider is realized the possibility of increasing the thrust force of the linear motor and the slider is no risk of vibration at a deviation from the nominal load. In this case, stator modules are understood to mean parts of the stator separated by end caps and adjacent bearings - centralizers.

В линейных двигателях с постоянными магнитами в слайдере сила тяги зависит от угла между осями полюсов статора и слайдера в соответствии с так называемой угловой характеристикой по формуле:In linear motors with permanent magnets in the slider, the traction force depends on the angle between the axes of the poles of the stator and slider in accordance with the so-called angular characteristic according to the formula:

F=Fmax × sin QF = F max × sin Q

где Q - угол между осями полюсов статора и слайдера. Для обеспечения синхронности взаимодействия полюсов статора и слайдера и повышения силы тяги необходимо равенство полюсных делений статора и слайдера, а также кратность интервалов между модулями полюсным делениям, что и заявлено в предлагаемой полезной модели.where Q is the angle between the axes of the poles of the stator and slider. To ensure synchronization of the interaction between the poles of the stator and slider and increase traction, it is necessary to equal the pole divisions of the stator and slider, as well as the multiplicity of the intervals between the modules to the pole divisions, which is stated in the proposed utility model.

Благодаря тому, что нижняя часть корпуса предлагаемой погружной бесштанговой насосной установки линейного выполнена с возможностью жесткого соединения, в преимущественном варианте, через патрубок-удлинитель, с маслозаполненным компенсатором давления, полость которого гидравлически соединена с полостью статора, например, посредством трубок, проложенных по поверхности патрубка-удлинителя, обеспечивается надежная герметизация обмоток статора от внешней среды, улучшение теплоотвода и оптимизация конструкции линейного двигателя.Due to the fact that the lower part of the housing of the proposed submersible rodless pumping unit is linearly made with the possibility of rigid connection, mainly through an extension pipe, with an oil-filled pressure compensator, the cavity of which is hydraulically connected to the stator cavity, for example, by tubes laid along the surface of the pipe -extender, provides reliable sealing of the stator windings from the external environment, improve heat dissipation and optimize the design of the linear motor.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: Фиг. 1 - Погружная бесштанговая насосная установка в разрезе; Фиг. 2 - Фрагмент погружной бесштанговой насосной установки в сечении.The essence of the utility model is illustrated by drawings: FIG. 1 - Sectional submersible rodless pump installation; FIG. 2 - A fragment of a submersible rodless pump installation in cross section.

Погружной плунжерный насос (25) Фиг. 1 включает корпус насоса (26), плунжер насоса (27), всасывающий клапан (28), нагнетательный клапан (29) и шток плунжерного насоса (20). С погружным плунжерным насосом (25) через промежуточную головку токоввода (13) жестко связан погружной линейный электродвигатель (1), установленный под насосом, при этом, подвижный орган линейного двигателя слайдер (21) напрямую соединен со штоком (20) плунжерного насоса (25).Submersible plunger pump (25) FIG. 1 includes a pump housing (26), a pump plunger (27), a suction valve (28), a discharge valve (29), and a plunger pump stem (20). A submersible linear motor (1) mounted under the pump is rigidly connected to the submersible plunger pump (25) through the intermediate current lead (13), which is mounted under the pump, while the movable body of the linear motor of the slider (21) is directly connected to the rod (20) of the plunger pump (25) .

Погружной линейный электродвигатель (1) включает цилиндрический корпус (2), внутри которого размещен статор (3) с периодически установленными на тонкостенных втулках (4) (Фиг. 2) из нержавеющей стали модулями (5) (Фиг. 1), состоящими из стальных сердечников (6) (Фиг. 2) и соединенных между собой индукционных катушек (7), образующих группы обмоток, при этом каждый модуль ограничен торцевыми крышками (8). Между модулями 5 установлены опорные направляющие в виде подшипников - центраторов (9). Иными словами индукционные катушки (7) и магнитопроводящие стальные сердечники (6), распределенные по длине статора на равные группы и ограниченные торцевыми крышками (8), образуют модули (5), которые жестко соединены между собой по всей длине статора. При этом расстояния между торцевыми крышками (8) смежных модулей статора, занимаемыми подшипниками-центраторами (9), выполнены по всей длине статора равными между собой и строго кратными длине полюсного деления статора (22). Длины полюсных делений статора, равные ширине трех индукционных катушек (7) с тремя прилегающими стальными сердечниками (6), выполнены строго равными длинам полюсных делений (23) слайдера, измеряемых шириной постоянного магнита (11) с двумя прилегающими магнитопроводящими стальными сердечниками (12).Submersible linear electric motor (1) includes a cylindrical housing (2), inside which a stator (3) is placed with periodically mounted on thin-walled bushings (4) (Fig. 2) stainless steel modules (5) (Fig. 1), consisting of steel cores (6) (Fig. 2) and interconnected induction coils (7), forming groups of windings, with each module is limited to end caps (8). Between modules 5, support rails are installed in the form of bearings - centralizers (9). In other words, induction coils (7) and magnetically conducting steel cores (6), distributed along equal length of the stator into equal groups and limited by end caps (8), form modules (5), which are rigidly interconnected along the entire length of the stator. In this case, the distances between the end caps (8) of adjacent stator modules occupied by centralizer bearings (9) are made along the entire length of the stator equal to each other and strictly multiples of the length of the pole division of the stator (22). The lengths of the pole divisions of the stator, equal to the width of three induction coils (7) with three adjacent steel cores (6), are made strictly equal to the lengths of the pole divisions (23) of the slider, measured by the width of the permanent magnet (11) with two adjacent magnetically conducting steel cores (12).

Также линейный двигатель образует внутри статора (3) полость, в которой размещены сердечники (6), катушки (7), подшипники-центраторы (9) и головка возвратно поступательного действия - слайдер (21), состоящая из цельнометаллического вала (10), с установленными на нем постоянными магнитами (11) и магнитопроводящими сердечниками (12) (Фиг. 2). Указанный цельнометаллический вал (10) слайдера выполнен жестко соединенным напрямую со штоком плунжера погружного насоса (на чертеже не показан), с возможностью свободного выбега связки слайдер-плунжер погружного насоса при ходе вверх-вниз через сквозной канал (14) головки токоввода.The linear motor also forms a cavity inside the stator (3), in which the cores (6), coils (7), centralizer bearings (9) and the reciprocating action head are located - a slider (21), consisting of an all-metal shaft (10), with permanent magnets (11) mounted on it and magnetically conducting cores (12) (Fig. 2). The specified all-metal shaft (10) of the slider is rigidly connected directly to the plunger rod of the submersible pump (not shown in the drawing), with the possibility of free run-out of the slider-plunger of the submersible pump during the up-down movement through the through channel (14) of the current lead head.

Головка токоввода (13) содержит герметичный разъем (15) соединения концов фазных обмоток (24) линейного электродвигателя (1) с муфтой кабельного ввода питающего кабеля (31). Каждые три последовательно расположенные индукционные катушки фаз А, В, С (7) с прилегающими стальными сердечниками (6) образуют полюсные деления статора (22), каждый постоянный магнит (11) на цельнометаллическом валу (10) с двумя прилегающими магнитопроводящими сердечниками (12) образуют полюсные деления слайдера (23). Последовательно соединенные полюса статора, ограниченные торцевыми крышками и подшипниками - центраторами (9) образуют модули (5). В модуль включают удобное для сборки количество полюсов, например, двенадцать. В этом случае в модуль входят 36 индукционных катушек. Статор линейного двигателя собирается из модулей, которые соединяются последовательно. Статор линейного двигателя, собранный, например, из 14 модулей будет включать в выбранном примере 168 полюсов и, соответственно 504 индукционных катушки. Реально изготовлены и испытанный в составе заявляемой погружной насосной установки линейный электродвигатель имел следующие характеристики активной части: параметры статора: количество модулей - 14, длина модуля - 372 мм, количество полюсов в модуле - 12, длина полюса (полюсное деление статора) - 31 мм, количество катушек в полюсе - 3, общее число катушек 504, длина межмодульных интервалов - 31 мм; параметры слайдера: количество полюсов - 224, количество постоянных магнитов -224, длина полюса (полюсное деление слайдера) - 31 мм, выбег слайдера - 1302 мм.The current lead head (13) contains a sealed connector (15) for connecting the ends of the phase windings (24) of the linear electric motor (1) with the cable entry coupling of the power cable (31). Each three consecutively arranged induction coils of phases A, B, C (7) with adjacent steel cores (6) form pole divisions of the stator (22), each permanent magnet (11) on an all-metal shaft (10) with two adjacent magnetically conductive cores (12) form the pole divisions of the slider (23). The stator poles connected in series, limited by end caps and bearings - centralizers (9) form modules (5). The module includes an easy to assemble number of poles, for example, twelve. In this case, the module includes 36 induction coils. The stator of a linear motor is assembled from modules that are connected in series. A stator of a linear motor assembled, for example, from 14 modules will include 168 poles and, accordingly, 504 induction coils in the selected example. A linear motor actually tested and tested as part of the inventive submersible pump installation had the following characteristics of the active part: stator parameters: number of modules - 14, module length - 372 mm, number of poles in the module - 12, pole length (pole division of the stator) - 31 mm, the number of coils in the pole is 3, the total number of coils is 504, the length of the intermodular intervals is 31 mm; slider parameters: number of poles - 224, number of permanent magnets -224, pole length (pole division of the slider) - 31 mm, slider run-out - 1302 mm.

В нижней части корпуса (2) электродвигателя через патрубок-удлинитель (16) установлен компенсатор давления (17), преимущественно, диафрагменный, маслозаполненная полость которого гидравлически соединена с полостью статора (3), например, посредством трубок (19), которые могут быть проложены по поверхности патрубка - удлинителя (16).A pressure compensator (17) is installed in the lower part of the motor housing (2) through the extension pipe (16), mainly a diaphragm one, the oil-filled cavity of which is hydraulically connected to the stator cavity (3), for example, by means of tubes (19) that can be laid on the surface of the pipe - extension (16).

В промысловых условиях погружной электродвигатель (1) устанавливается под погружным плунжерным насосом возвратно-поступательного действия (25). При этом отсутствие сквозного канала в слайдере для прохождения добываемой жидкости обеспечивает возможность увеличения сечения активных материалов статора и слайдера и увеличения тягового усилия погружного линейного электродвигателя.In field conditions, the submersible motor (1) is installed under the submersible reciprocating plunger pump (25). In this case, the absence of a through channel in the slider for the passage of the produced fluid makes it possible to increase the cross section of the active materials of the stator and slider and increase the traction force of the submersible linear motor.

Предлагаемая погружная бесштанговая насосная установка работает следующим образом. В линейном электродвигателе (1) при питании обмоток индукционных катушек (7) статора (3) переменным трехфазным током слайдер под действием электромагнитных сил совершает возвратно-поступательные движения, которые передаются слайдером (21) плунжеру насоса через шток (20) плунжера насоса. При этом, добываемая жидкость через перфорации цилиндра насоса (25), всасывающий (28) и нагнетательный (29) клапаны, нагнетается в насосно-компрессорные трубы (30) и далее в системы сбора на поверхности (на чертеже не показаны).The proposed submersible rodless pumping unit operates as follows. In a linear electric motor (1), when the windings of the induction coils (7) of the stator (3) are powered by an alternating three-phase current, the slider under the influence of electromagnetic forces reciprocates, which are transmitted by the slider (21) to the pump plunger through the rod (20) of the pump plunger. In this case, the produced fluid through the perforations of the pump cylinder (25), suction (28) and pressure (29) valves, is pumped into the tubing (30) and then to the collection system on the surface (not shown).

Конструкция заявляемой погружной бесштанговой насосной установки выполнена из разборно связанных между собой конструктивных единиц: плунжерный насос (25) - головка токоввода (13), силовой кабель (31) - головка токоввода (13), головка токоввода (13) - корпус (2) линейного двигателя (1); корпус (2) линейного двигателя (1) - корпус плунжерного насоса (26), слайдер (21) линейного двигателя (1) - шток (20) плунжер плунжерного насоса(25), гидравлический компенсатор (17) - корпус (2) линейного двигателя (1). При сборке на муфте (18) линейного двигателя (1) устанавливается головка токоввода (13), на которую крепится плунжерный насос (25). Благодаря такому соединению, обеспечивается ремонтопригодность электродвигателя.The design of the inventive submersible rodless pump unit is made of collapsible structural units: a plunger pump (25) - current lead (13), power cable (31) - current lead (13), current lead (13) - linear housing (2) engine (1); linear motor housing (2) (1) - plunger pump housing (26), linear motor slider (21) (1) - rod (20) plunger pump plunger (25), hydraulic compensator (17) - linear motor housing (2) (one). When assembling the linear motor (1) on the coupling (18), the current lead head (13) is mounted on which the plunger pump (25) is mounted. Thanks to this connection, maintainability of the electric motor is ensured.

Монтаж предлагаемой погружной бесштанговой насосной установки на скважине осуществляется в следующей последовательности:Installation of the proposed submersible rodless pumping unit in the well is carried out in the following sequence:

Сборка 1. Головка токоввода (13) резьбовым соединением крепится к корпусу линейного двигателя (1);Assembly 1. The current lead head (13) is screwed to the linear motor housing (1);

Сборка 2. Гидравлический компенсатор (17) резьбовым соединением крепится к линейному электродвигателю (1) с нижнего торца.Assembly 2. The hydraulic compensator (17) is screwed onto the linear motor (1) from the bottom.

Сборка 3. Сборка 1-2 подъемным краном вводится в скважину и временно удерживается на колонном фланце.Assembly 3. Assembly 1-2 with a crane is introduced into the well and temporarily held on the column flange.

Сборка 4. Плунжерный насос (25) подъемным краном подвешивается над сборкой 1-2, вал (10) слайдера (21) электродвигателя (1) резьбовым соединением соединяется со штоком (20) плунжера (27) насоса (25).Assembly 4. The plunger pump (25) is suspended by a crane above assembly 1-2, the shaft (10) of the slider (21) of the electric motor (1) is threadedly connected to the stem (20) of the plunger (27) of the pump (25).

Сборка 5. Корпус плунжерного насоса (26) резьбовым соединением соединяется с корпусом головки токоввода (13).Assembly 5. The housing of the plunger pump (26) is threadedly connected to the housing of the current lead head (13).

Сборка 6. Сборка 5 подъемным краном вводится в скважину и временно удерживается на колонном фланце.Assembly 6. Assembly 5 with a crane is introduced into the well and temporarily held on the column flange.

Сборка 7. В герметичном разъеме (15) головки токоввода (5) крепится муфта кабельного удлинителя питающего кабеля (31) для соединения с выводами обмотки (24) статора (3).Assembly 7. In the sealed connector (15) of the current lead head (5), the coupling of the cable extension of the power cable (31) is attached for connection with the terminals of the stator winding (24) (3).

Сборка 8. Собранная погружная бесштанговая насосная установка вместе с кабелем спускается в скважину на НКТ (30) в зону продуктивного пласта.Assembly 8. The assembled submersible rodless pumping unit, together with the cable, is lowered into the well on the tubing (30) into the zone of the reservoir.

Сборка 9. На поверхности питающий кабель присоединяется к источнику питания станции с блоком цифрового программного управления (на чертеже не показано).Assembly 9. On the surface, the power cable is connected to the power source of the station with a digital program control unit (not shown in the drawing).

После завершения указанных сборочных операций предлагаемая погружная бесштанговая насосная установка готова к работе по подъему жидкости из скважины.After completion of these assembly operations, the proposed submersible rodless pumping unit is ready for work on lifting liquid from the well.

Конструкция предлагаемой погружной бесштанговой насосной установки выполнена из разборно соединенных между собой конструктивных единиц. Благодаря такому соединению, во-первых, обеспечивается техническая возможность проведения спуско-подъемных работ оборудования при стандартных подъемных кранах, а, во-вторых, обеспечивается ремонтопригодность оборудования.The design of the proposed submersible rodless pump unit is made of collapsible structural units. Thanks to such a connection, firstly, the technical ability to carry out the hoisting operations of the equipment with standard cranes is provided, and, secondly, the maintainability of the equipment is ensured.

Опытно-промышленные и цеховые испытания предлагаемых погружных бесштанговых насосных установок (установок насосных с линейным приводом) проведены на нефтяных месторождениях Пермского Прикамья и Западной Сибири.Pilot-industrial and workshop tests of the proposed submersible rodless pumping units (pumping units with linear drive) were carried out in the oil fields of Perm Prikamye and Western Siberia.

В результате проведенных опытно-промысловых испытаний у предлагаемых погружных бесштанговых насосных установок подтверждены следующие преимущества:As a result of field trials of the proposed submersible rodless pumping units, the following advantages were confirmed:

- повышение их надежности по сравнению с аналогами (ресурс работы увеличен на 30%), вследствие, оптимизации теплового режима линейного электродвигателя, уменьшения трения, снижения вибраций при движении слайдера.- an increase in their reliability compared to analogues (operating life increased by 30%), due to the optimization of the thermal regime of the linear electric motor, reduction of friction, vibration reduction during the movement of the slider.

- обеспечение ремонтопригодности установки, снижение трудозатрат при эксплуатации.- ensuring maintainability of the installation, reducing labor costs during operation.

- повышение тягового усилия из расчета на единицу длины линейного двигателя по сравнению с аналогами.- increased traction per unit length of the linear motor compared to peers.

Claims (2)

1. Погружная бесштанговая насосная установка, содержащая плунжерный насос и установленный под указанным плунжерным насосом погружной линейный электродвигатель, включающий цилиндрический корпус, внутри которого размещен статор, выполненный с периодически установленными на тонкостенных втулках из нержавеющей стали равных по длине частей - модулей, состоящих из стальных сердечников и соединенных между собой индукционных катушек, образующих группы обмоток, при этом каждый модуль ограничен торцевыми крышками, а между модулями установлены опорные направляющие в виде подшипников-центраторов, и соосно установленную внутри статора с образованием кольцевой полости головку возвратно-поступательного действия - слайдер, состоящий из цельнометаллического вала с установленными на нем постоянными магнитами и магнитопроводящими сердечниками, при этом вал слайдера выполнен с возможностью жесткого соединения напрямую со штоком плунжера погружного насоса, отличающаяся
Figure 00000001
тем, что установка дополнительно содержит маслозаполненный компенсатор давления, установленный жестко сочлененным с нижней частью корпуса линейного электродвигателя, при этом полость компенсатора гидравлически соединена с кольцевой полостью двигателя, а также дополнительно содержит в верхней части корпуса электродвигателя головку токоввода с герметичным разъемом для соединения фазных обмоток линейного электродвигателя с муфтой кабельного ввода питающего кабеля и со сквозным осевым каналом, диаметр которого выполнен с возможностью свободного возвратно-поступательного движения в нем связки слайдер - шток плунжера погружного насоса, при этом расстояния между торцевыми крышками смежных модулей статора, занимаемыми подшипниками-центраторами, выполнены по всей длине статора равными между собой и строго кратными длине полюсного деления статора, длины полюсных делений статора, измеряемые шириной трех индукционных катушек с тремя прилегающими стальными сердечниками, выполнены строго равными длинам полюсных делений слайдера, измеряемых шириной постоянного магнита с двумя прилегающими магнитопроводящими стальными сердечниками.
1. A submersible rodless pump installation comprising a plunger pump and a submersible linear electric motor installed under said plunger pump, including a cylindrical housing, inside which a stator is placed, made with periodically installed parts equal to the length of stainless steel thin-walled bushes — modules consisting of steel cores and interconnected induction coils forming groups of windings, with each module is bounded by end caps, and between the modules installed Supporting guides in the form of centralizer bearings, and a reciprocating head coaxially mounted inside the stator with the formation of an annular cavity — a slider consisting of an all-metal shaft with permanent magnets and magnetically conducting cores mounted on it, while the slider shaft is made with the possibility of hard connection directly with piston rod for submersible pump, characterized
Figure 00000001
the fact that the installation further comprises an oil-filled pressure compensator mounted rigidly articulated with the lower part of the linear motor housing, while the compensator cavity is hydraulically connected to the annular cavity of the motor, and further comprises a current lead in the upper part of the motor housing with a sealed connector for connecting the linear phase windings an electric motor with a cable entry coupling of the supply cable and with a through axial channel, the diameter of which is made with the possibility of free reciprocating movement in it of a bunch of slider - plunger rod of a submersible pump, while the distances between the end caps of adjacent stator modules occupied by centralizer bearings are made along the entire length of the stator equal to each other and strictly multiples of the length of the pole section of the stator, the length of the pole bars stator, measured by the width of three induction coils with three adjacent steel cores, are made exactly equal to the lengths of the pole divisions of the slider, measured by the width of the permanent magnet two adjacent magnetically permeable steel core.
2. Погружная установка по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя часть корпуса линейного электродвигателя выполнена с возможностью сочленения с маслозаполненным компенсатором давления через патрубок-удлинитель, а полость компенсатора гидравлически соединена с кольцевой полостью электродвигателя посредством трубок, проложенных по поверхности патрубка-удлинителя.2. The submersible installation according to claim 1, characterized in that the lower part of the linear motor housing is capable of articulation with an oil-filled pressure compensator through an extension pipe, and the compensator cavity is hydraulically connected to the annular cavity of the electric motor by means of tubes laid along the surface of the extension pipe.
RU2019112507A 2019-04-24 2019-04-24 Submersible rodless pump unit RU2701653C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112507A RU2701653C1 (en) 2019-04-24 2019-04-24 Submersible rodless pump unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112507A RU2701653C1 (en) 2019-04-24 2019-04-24 Submersible rodless pump unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2701653C1 true RU2701653C1 (en) 2019-09-30

Family

ID=68170896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019112507A RU2701653C1 (en) 2019-04-24 2019-04-24 Submersible rodless pump unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2701653C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113162355A (en) * 2021-04-22 2021-07-23 苏州大学 Permanent magnet synchronous submersible motor based on screw pump
RU2783938C1 (en) * 2021-12-14 2022-11-22 Общество с ограниченной ответственностью "Ойл Автоматика" Plunger unit with linear motor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5196770A (en) * 1988-12-12 1993-03-23 Marine And Petroleum Equipment Vertically reciprocating constant power drive unit for raising a load step by step
EA009268B1 (en) * 2004-09-17 2007-12-28 Чуньго Фэн A nc reciprocating immersible oil pump
RU2489600C2 (en) * 2011-08-09 2013-08-10 "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования ("Црно") Borehole plunger pump drive
RU2577671C1 (en) * 2015-04-30 2016-03-20 Юрий Федорович Богачук Submersible pump unit
RU2669418C1 (en) * 2017-11-28 2018-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") Submersible rodless well pump plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5196770A (en) * 1988-12-12 1993-03-23 Marine And Petroleum Equipment Vertically reciprocating constant power drive unit for raising a load step by step
EA009268B1 (en) * 2004-09-17 2007-12-28 Чуньго Фэн A nc reciprocating immersible oil pump
RU2489600C2 (en) * 2011-08-09 2013-08-10 "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования ("Црно") Borehole plunger pump drive
RU2577671C1 (en) * 2015-04-30 2016-03-20 Юрий Федорович Богачук Submersible pump unit
RU2669418C1 (en) * 2017-11-28 2018-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") Submersible rodless well pump plant

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113162355A (en) * 2021-04-22 2021-07-23 苏州大学 Permanent magnet synchronous submersible motor based on screw pump
CN113162355B (en) * 2021-04-22 2023-06-23 苏州大学 A permanent magnet synchronous submersible motor based on screw pump
RU2783938C1 (en) * 2021-12-14 2022-11-22 Общество с ограниченной ответственностью "Ойл Автоматика" Plunger unit with linear motor
RU2837176C1 (en) * 2024-05-27 2025-03-26 Общество с ограниченной ответственностью "Ойл Автоматика" Plunger unit with linear motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7789637B2 (en) Numerically controlled reciprocating submersible pump apparatus
RU2531224C2 (en) Electric motor and related system for placement in fluid at bottomhole (versions)
RU2606196C2 (en) Pump and pump section
US11274533B2 (en) Linear motor for pumping
US4815949A (en) In-well submersible motor with stacked component stator
RU2677773C2 (en) Submersible pump installation with linear electric motor, double acting pump and operation method thereof
RU2701653C1 (en) Submersible rodless pump unit
RU2669418C1 (en) Submersible rodless well pump plant
RU179850U1 (en) Submersible linear motor
GB2505961A (en) Pump for lifting fluid from a wellbore
RU2577671C1 (en) Submersible pump unit
RU2695163C1 (en) Submersible rod-type pump unit
US20190153831A1 (en) Linear electric submersible pump unit
RU2266607C2 (en) Cylindrical linear induction motor for driving submersible plunger pumps
RU185350U1 (en) Submersible linear motor
RU2605789C2 (en) Installation of electric submersible hydraulic piston pump
RU191391U1 (en) Submersible linear motor
CN108880178B (en) Oil well pump with multi-stage linear motor
WO2018020301A1 (en) Downhole pump installation
CN101701515B (en) Rodless oil production system driven by underground rotating motor
CN200943574Y (en) Large power submersible linear permanent-magnet step motor plunger pump
RU2521534C2 (en) Borehole electrically driven pump
US20150275870A1 (en) Pumping system for a wellbore and methods of assembling the same
RU156794U1 (en) PUMP UNIT OPERATING MODULE
RU2801629C1 (en) Plunger unit with linear motor (variants)

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200323

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载