Поршневой скважинный насос с приводом от забойного двигателя - RU2016129900A
Код документа: RU2016129900A
Формула
1. Компоновка погружного скважинного насоса, содержащая:
кожух насоса, имеющий продольную ось и выкид насоса на верхнем конце;
цилиндр насоса, установленный в кожухе насоса, образующий кольцевой проход между цилиндром и кожухом насоса;
плунжер, возвратно-поступательно перемещающийся в корпусе;
двигатель, установленный на кожухе насоса и функционально соединенный с плунжером для обеспечения возвратно-поступательного перемещения плунжера между ходом заполнения и рабочим ходом; и
клапанное средство в кожухе насоса для направления скважинной текучей среды в цилиндре под плунжером в кольцевой проход и на выход из выкида в направлении, противоположном рабочему ходу во время рабочего хода плунжера и для впуска скважинной текучей среды в цилиндр под плунжером во время хода заполнения плунжера;
соединительную штангу, проходящую между двигателем и плунжером; и при этом соединительная штанга работает на растяжение во время рабочего хода.
2. Компоновка по п. 1, в которой клапанное средство содержит выпускное окно цилиндра под плунжером, которое создает сообщение скважинной текучей среды в цилиндре со скважинной текучей средой в кольцевом проходе.
3. Компоновка по п. 1, в которой двигатель содержит:
наружный кожух двигателя;
внутренний кожух двигателя, установленный коаксиально в наружном кожухе двигателя, причем внутренний кожух двигателя имеет наружный диаметр меньше внутреннего диаметра наружного кожуха двигателя, образующего камеру обмоток;
катушечные обмотки в камере обмоток; и
приводной механизм, установленный во внутреннем кожухе двигателя, причем приводной механизм содержит вал с множеством магнитов, проходящих по длине вала, при этом электропитание, поданное на катушечные обмотки, обеспечивает линейное перемещение приводного механизма вдоль оси, причем приводной механизм функционально соединен с плунжером для обеспечения хода вверх и хода вниз плунжера.
4. Компоновка по п. 1, в которой клапанное средство содержит впуск скважинной текучей среды на верхнем конце кожуха насоса, который впускает скважинную текучую среду снаружи компоновки в кожух насоса.
5. Компоновка по п. 1, в которой клапанное средство содержит:
впуск скважинной текучей среды на верхнем конце кожуха насоса, сообщающийся по текучей среде с внутренним пространством цилиндра над плунжером, причем впуск скважинной текучей среды направляет скважинную текучую среду из впуска в корпус над плунжером во время рабочего хода плунжера.
6. Компоновка по п. 1, в которой клапанное средство содержит:
впуск скважинной текучей среды на верхнем конце кожуха насоса, сообщающийся по текучей среде с внутренним пространством цилиндра над плунжером;
проход плунжера, проходящий аксиально через плунжер;
подвижный клапан, установленный в плунжере, для перемещения с ним, причем подвижный клапан открывает проход плунжера для обеспечения прохода скважинной текучей среды во внутреннем пространстве цилиндра вниз через проход плунжера во время хода заполнения, подвижный клапан закрывается во время рабочего хода, предотвращая проход скважинной текучей среды под плунжером вверх через проход плунжера.
7. Компоновка по п. 1, в которой двигатель содержит:
наружный кожух двигателя;
внутренний кожух двигателя, установленный коаксиально в наружном кожухе двигателя, причем внутренний кожух двигателя имеет наружный диаметр меньше внутреннего диаметра наружного кожуха двигателя, образующего камеру обмоток;
катушечные обмотки в камере обмоток; и
приводной механизм, установленный во внутреннем кожухе двигателя, причем приводной механизм содержит вал с множеством магнитов, проходящих по длине вала, при этом электропитание, поданное на катушечные обмотки, обеспечивает линейное перемещение приводного механизма вдоль оси, причем приводной механизм функционально соединен с плунжером для обеспечения хода вверх и хода вниз плунжера;
расширительную камеру, соединенную с наружным кожухом двигателя, причем расширительная камера имеет перемещающийся элемент и содержит диэлектрическую текучую среду, причем перемещающийся элемент перемещается, реагируя на перепад давления скважинной текучей среды снаружи расширительной камеры и давления диэлектрической текучей среды; и
проход для сообщения диэлектрической текучей средой, ведущий из расширительной камеры в камеру обмоток, сообщающуюся с диэлектрической текучей средой в камере обмоток.
8. Компоновка по п. 1, в которой двигатель содержит:
наружный кожух двигателя;
внутренний кожух двигателя, установленный коаксиально в наружном кожухе двигателя, причем внутренний кожух двигателя имеет наружный диаметр меньше внутреннего диаметра наружного кожуха двигателя, образующего камеру обмоток;
катушечные обмотки в камере обмоток, погруженные в диэлектрическую текучую среду, содержащуюся в камере обмоток;
приводной механизм, установленный во внутреннем кожухе двигателя, причем приводной механизм, содержит вал, имеющий множество магнитов, проходящих по длине вала, при этом электропитание, поданное на катушечные обмотки, обеспечивает линейное перемещение приводного механизма вдоль оси, приводной механизм функционально соединен с плунжером для обеспечения хода заполнения и рабочего хода плунжера;
расширительную камеру, соединенную с наружным кожухом двигателя, причем расширительная камера имеет перемещающийся элемент и содержит диэлектрическую текучую среду, перемещающийся элемент перемещается, реагируя на перепад давления скважинной текучей среды снаружи расширительной камеры и давления диэлектрической текучей среды;
проход для сообщения диэлектрической текучей средой, ведущий из расширительной камеры в камеру обмоток, с диэлектрической текучей средой в камере обмоток; и
проход скважинной текучей среды двигателя, проходящий во внутреннее пространство внутреннего кожуха двигателя, для погружения приводного механизма в скважинную текучую среду.
9. Компоновка по п. 1, в которой клапанное средство также направляет скважинную текучую среду в корпусе над плунжером на выход из выкида во время хода заполнения плунжера и впускает скважинную текучую среду в корпус над плунжером во время рабочего хода плунжера.
10. Компоновка погружного скважинного насоса, содержащая:
кожух насоса, имеющий продольную ось, впуск скважинной текучей среды и выкид скважинной текучей среды;
цилиндр насоса, установленный в кожухе насоса, образующий кольцевой проход между цилиндром и кожухом насоса, причем кольцевой проход сообщен по текучей среде с выкидом скважинной текучей среды;
плунжер, возвратно-поступательно перемещающийся в корпусе и перемещающийся между рабочим ходом выталкивания скважинной текучей среды из выкида насоса и приемным ходом втягивания скважинной текучей среды через впуск скважинной текучей среды;
впускное окно цилиндра, которое передает скважинную текучую среду из впуска скважинной текучей среды в корпус на приемном конце плунжера;
выпускное окно цилиндра, которое передает скважинную текучую среда из корпуса на рабочем конце плунжера в кольцевой проход;
проход плунжера, проходящий аксиально через плунжер;
подвижный клапан, который несет плунжер, причем подвижный клапан закрывает проход плунжера во время рабочего хода, при котором скважинная текучая среда выталкивается из выпускного окна корпуса в кольцевой проход и из кольцевого прохода через выкид скважинной текучей среды;
подвижный клапан открывающий проход плунжера во время приемного хода, при этом обеспечивая проход скважинной текучей среды через проход плунжера от приемного конца плунжера до выпускного конца плунжера; и
двигатель, установленный на кожухе насоса и функционально соединенный с плунжером соединительной штангой, двигатель сообщает возвратно-поступательное перемещение штанге, обеспечивая перемещение плунжера между рабочим ходом и приемным ходом, причем соединительная штанга работает на растяжение во время рабочего хода.
11. Компоновка по п. 10, в которой впуск скважинной текучей среды и выкид скважинной текучей среды расположены на одном конце кожуха.
12. Компоновка по п. 10, в которой во время рабочего хода плунжер перемещается в направлении от выкида скважинной текучей среды.
13. Компоновка по п. 10, в которой во время рабочего хода плунжер перемещается в направлении противоположном направлению прохождения скважинной текучей среды через кольцевой проход к выкиду скважинной текучей среды.
14. Компоновка по п. 10, в которой впускное окно скважинной текучей среды открыто как во время рабочего хода, так и приемного хода.
15. Компоновка по п. 10, в которой двигатель содержит:
наружный кожух двигателя;
внутренний кожух двигателя, установленный коаксиально в кожухе двигателя, причем внутренний кожух двигателя имеет наружный диаметр меньше внутреннего диаметра наружного кожуха двигателя, образующего камеру обмоток;
катушечные обмотки в камере обмоток, погруженные в диэлектрическую текучую среду, содержащуюся в камере обмоток;
приводной механизм, скрепленный с соединительной штангой и установленный во внутреннем кожухе, причем приводной механизм, содержит вал, имеющий множество магнитов, проходящих по длине вала, где электропитание, поданное на катушечные обмотки, обеспечивает линейное перемещение приводного механизма вдоль оси;
расширительную камеру, соединенную с наружным кожухом двигателя, причем расширительная камера имеет перемещающийся элемент с одной стороной в контакте с диэлектрической текучей средой и противоположной стороной, открытой воздействию скважинной текучей среды снаружи компоновки, перемещающийся элемент перемещается для уменьшения перепада давления между диэлектрической текучей средой и скважинной текучей средой;
проход для сообщения диэлектрической текучей средой, ведущий из расширительной камеры в камеру обмоток, сообщающуюся текучей средой с диэлектрической текучей средой в камере обмоток; и
проход скважинной текучей среды двигателя, проходящий во внутреннее пространство внутреннего кожуха, для погружения приводного механизма в скважинную текучую среду.
16. Способ подачи насосом текучей среды из скважины, в котором:
(a) обеспечивают кожух насоса, цилиндра насоса в кожухе насоса, образующих кольцевой проход между цилиндром и кожухом насоса, выкида скважинной текучей среды на верхнем конце кольцевого прохода, и плунжера, возвратно-поступательного перемещающегося в корпусе;
(б) устанавливают двигатель под кожухом насоса;
(в) перемещают плунжер в ходе вниз двигателем и во время хода вниз выталкивание скважинной текучей среды в цилиндре под плунжером в кольцевой проход, вверх по нему и из выкида; и
(г) перемещают плунжер в ходе вверх двигателем и во время хода вверх впуск скважинной текучей среды в цилиндр под плунжером.
17. Способ по п. 16, в котором:
этап (a) дополнительно содержит создание плунжера с проходом, продолжающимся от верхнего конца до нижнего конца плунжера, и установку подвижного клапана в плунжер;
этап (в) содержит закрытие прохода плунжера подвижным клапаном; и
этап (г) содержит открытие прохода плунжера подвижным клапаном.
18. Способ по п. 16, в котором этап (б) содержит:
соединение двигателя с плунжером соединительной штангой; и
этап (г) содержит работу соединительной штанги на растяжение во время хода вверх.
19. Способ по п. 16, в котором этап(a) дополнительно содержит создание впуска скважинной текучей среды в кожухе насоса, который расположен на верхнем конце кожуха насоса.
20. Способ по п. 16, в котором:
этап (б) содержит создание двигателя с наружным кожухом двигателя, внутренним кожухом двигателя, установленным коаксиально в наружном кожухе двигателя, образующими камеру обмоток, заполненную с диэлектрической текучей средой, катушечными обмотками, установленными в камере обмоток, и приводного механизма имеющего магниты, проходящие на нем через внутреннее пространство внутреннего кожуха двигателя;
этап (б) дополнительно содержит соединение расширительной камеры с двигателем и с расширительной камерой уравнивающей давление диэлектрической текучей среды с гидростатическим давлением скважинной текучей средой снаружи двигателя;
этап (в) содержит впуск скважинной текучей среды во внутреннее пространство внутреннего кожуха двигателя; и
этап (г) содержит подачу электропитания на катушечные обмотки для обеспечения линейного перемещения приводного механизма.
