Электронефтекачалка

(51) 04 47/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Указанная цель достигается тем, что опора привода электронефтекачалки выполнена портального типа, в боковые стенки которой встроены электрические обмотки, представляющие статоры линейного электродвигателя - тандем линейных электродвигателей, а короткозамкнутый ротор соединен со ставом труб и имеет вертикальное перемещение по направляющим портала. Также привод электронефтекачалки имеет ограничители нижнего и верхнего положения,электрически связанные с реверсом ротора. Техническим результатом является повышение эксплуатационного ресурса электронефтекачалки и обеспечение ее работы на глубоких скважинах. Предложенная электронефте качалка имеет высокие условия для автоматизации, имеет значительно меньшие массогабаритные показатели,облегчаются строительно-монтажные и эксплуатационные работы.(72) Поветкин Виталий Васильевич Байшуаков Аскар Абжамиевич(73) Байшуаков Аскар Абжамиевич Поветкин Виталий Васильевич(57) Изобретение относится к технике добычи нефти и предназначено для использования в приводах глубинных скважинных штанговых насосных установок, непосредственно сочлененных с обсадными трубами путем их установки на устье нефтяной скважины. Задачей изобретения является упрощение конструкции электронефтекачалки,снижение эксплуатационных затрат и увеличение надежности ее работы. Изобретение относится к технике добычи нефти и предназначено для использования в приводах глубинных скважинных штанговых насосных установок,непосредственно сочленнных с обсадными трубами путем их установки на устье нефтяной скважины. Известна электронефтекачалка Патент РФ 2191925, кл. 7 04 47/02 Мехатронная нефтекачалка, являющаяся аналогом предлагаемого изобретения, содержащая цилиндрический корпус,электропривод, двигатель которого сочленен с корпусом, блок управления с датчиками положения,винтовой преобразователь вращательного движения в поступательное, состоящий из ходовой гайки и винта,сочлененного посредством передаточного звена с валом электродвигателя,минимум один пневмоцилиндр,сочлененный с корпусом электронефтскачалки,который снабжен подшипниковым щитом с минимум двумя сквозными отверстиями, винт преобразователя установлен в подшипнике указанного щита, ходовая гайка снабжена минимум одним штоком, расположенным в одном из сквозных отверстий щита и своим концом,сочлененным с элементом передачи осевого усилия,поршневой шток пневмоцилиндра расположен в другом сквозном отверстии подшипникового щита и сочленен с элементом передачи осевого усилия,электродвигатель электропривода электронефтекачалки снабжен защитным кожухом с минимум одним отверстием, пневмоцилиндр снабжен выхлопными патрубком, конец которого расположен в указанном отверстии. Недостатком этой электронефтекачалки является конструктивная сложность, большие массогабаритные показатели и,как следствие,большое энергопотребление и низкая надежность. Известна также электронефтекачалка (Патент РФ 2308615,класс МПК 04 47/02 Электронефтекачалка),содержащая цилиндрический корпус, электромеханический привод с системой питания и управления, датчики положений,в электронефтекачалку введены цилиндрический линейный электропривод, корпус с повышенным давлением негорючего газа, частично заполненный негорючей охлаждающей жидкостью, трубопроводы с обратным клапаном и быстроразъемным соединением,с указателем давления и защитным клапаном, причем электромеханический привод электронефтекачалки выполнен в виде ферромагнитного полого цилиндраякоря с короткозамкнутой обмоткой по его внешней поверхности и с глухой верхней крышкой, этот цилиндр-якорь помещен в цилиндрический корпус электронефтекачалки с возможностью возвратнопоступательного перемещения, в котором в верхней части расположен статор линейного электродвигателя,выполненный в виде катушек и зубцов по внутренней поверхности этого цилиндрического корпуса с возможностью герметичного возвратнопоступательного перемещения в нем упомянутого цилиндра-якоря,а цилиндрический корпус электронефтекачалки, в свою очередь, помещен в цельнометаллический герметичный кожух, частично заполненный негорючей жидкостью и полностью 2 газом повышенного давления и установленный на обсадную трубу скважины с колонной насосных штанг, которые через уплотнения связаны с нижней крышкой ферромагнитного полого цилиндра-якоря,которая через отверстия гидравлически связана с полой камерой в нижней части цилиндрического корпуса, также, в свою очередь, гидравлически связанного с нижней частью кожуха, который, кроме того, снабжен трубопроводом с быстроразъемным соединением, обратным клапаном и защитным клапаном, низ и верх цилиндрического корпуса электронефтекачалки снабжен ограничителем хода цилиндра-якоря. Недостатком указанного устройства является сложность конструкции в эксплуатации и ремонте,недостаточная надежность. Технической задачей изобретения является повышение ресурса электронефтекачалки и обеспечение подьема нефти с более низких (глубоких) горизонтов и упрощение ее конструкции. Задачей изобретения является упрощение конструкции электронефтекачалки,снижение эксплуатационных затрат и увеличение надежности ее работы. Указанная техническая задача достигается тем, что опора привода электронефтекачалки выполнена портального типа, в боковые стенки которой встроены электрические обмотки, представляющие статоры линейного электродвигателя - тандем линейных электродвигателей, а короткозамкнутый ротор соединен со ставом труб и имеет вертикальное перемещение по направляющим портала. Также привод электронефтекачалки имеет ограничители нижнего и верхнего положения, электрически связанные с реверсом ротора. На чертеже (Фиг.1) приведен продольный разрез предлагаемой электронефтекачалки. Электронефтекачалка содержит портальную опору 1, короткозамкнутый подвижный ротор 2, статорные обмотки 3 линейных электродвигателей,расположенных в вертикальных боковых стенках опоры 1 и имеющие направляющие 4 для вертикального перемещения каретки ротора 2 до ограничителя хода 5 опоры 1. В нижней части портальной опоры 1 расположен зажим 8 для подъема трубчатого става 7 в колонне скважины 6. Электронефтекачалка работает следующим образом. Портальное устройство 1 со встроенными обмотками линейных электродвигателей 3 и короткозамкнутым якорем 2 устанавливается на устье скважины 6 и зажимом 8 соединяется со ставом труб через зажим 7, затем статорные обмотки линейных электродвигателей запитываются от питающей электрической станции и, возникающий в воздушном зазоре между обмотками статора и якорем, бегущий магнитный поток перемещает короткозамкнутый ротор вдоль статорных обмоток вертикально вверх по направляющим 4 до ограничителя 5. Ход якоря регулируется электрическими конечными переключателями 9 и 10. Система частотно-регулируемого питания и управления (на чертеже не показана) через кабель подает на обмотки статора 3 необходимое напряжение с расчетной частотой. Причем подаваемая частота линейного асинхронного двигателя выбирается из соотношения /2 где-необходимая скорость подъема плунжера насоса электронефтекачалки (м/с), - полюсное деление обмоток статора линейного асинхронного двигателя(м). В воздушном зазоре статоров 3 создается бегущее магнитное поле, оно наводит токи в короткозамкнутом якоре 2, которые, взаимодействуя с бегущим потоком статора, создают необходимое тяговое усилие. Это усилие начинает перемещать якорь 2 в верхнее положение. Предложенная конструкция электронефтекачалки отличается своей простотой из-за полного отсутствия вращающихся элементов, наличия только одного возвратно-поступательно перемещающегося якоря,полного отсутствия механической связи между якорем и статорами линейных электродвигателей,надежностью в работе и из-за однократного преобразования энергии малым энергопотреблением. Кроме того, предложенная электронефтекачалка имеет высокие условия для автоматизации, имеет значительно меньшие массогабаригные показатели,облегчаются строительно-монтажные и эксплуатационные работы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Электронефтекачалка,содержащая цилиндрический линейный электропривод,выполненный в виде ферромагнитного полого цилиндра-якоря с короткозамкнутой обмоткой по его внешней поверхности, который помещен в цилиндрический корпус электронефтекачалки с возможностью возвратно-поступательного перемещения, в котором в верхней части расположен статор линейного электродвигателя, выполненный в виде катушек и зубцов по внутренней поверхности этого цилиндрического корпуса с возможностью герметичного возвратно-поступательного перемещения в нем упомянутого выше цилиндраякоря, а цилиндрический корпус электронефтекачалки,в свою очередь, помещен в цельнометаллический герметичный кожух,частично заполненный негорючей жидкостью и полностью газом повышенного давления и установленный на обсадную трубу скважины с колонной насосных штанг, которые через уплотнения связаны с нижней крышкой ферромагнитного якоря, которая через отверстия гидравлически связана с полой камерой в нижней части цилиндрического корпуса, тоже в свою очередь гидравлически связанного с нижней частью кожуха,который, кроме того, снабжен трубопроводом с быстроразъемным соединением, обратным клапаном,и защитным клапаном, низ и верх цилиндрического корпуса электронефтекачалки снабжен ограничителями хода цилиндра-якоря,отличающаяся тем,что устройство электронефтекачалки выполнено в виде портальной опоры, в боковых вертикальных стенках которой расположены статорные обмотки линейных электродвигателей, а якорь, имеющий в нижней своей части механическое зажимное устройство, соединен со ставом штанговых труб и посажен на обсадную трубу скважины. 2. Электронефтекачалка отличающаяся тем, что якорь линейного электродвигателя имеет трубчатые направляющие, встроенные в боковые стенки портала,что обеспечивает постоянный воздушный зазор и бегущий магнитный поток между якорем и статором линейного электродвигателя. 3. Электронефтекачалка отличающаяся тем, что система управления которой снабжена ограничителями хода и датчиками положения якоря