A hydraulic drive with self-oscillating operation for reciprocating downhole pump

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Rod pumps (pumping units) are widely used for pumping products from production wells. Their simplicity and low cost are undoubted advantages. However, when operating in inclined wells, these pumps are susceptible to accidents caused by friction forces between the rod string and oil well tubing in the contact zone, particularly when the well axis is bent. The rod and rope drive for the plunger pump is suitable for use in wells with a slight inclination of up to 15°, but it is not suitable for use in deviated wells. The article aims to evaluate the feasibility of discontinuing the use of the rod drive in deep well plunger pumps and to suggest an alternative solution. One of the options considered is a self-oscillating hydraulic drive with a spool switch located inside the piston of the drive hydraulic cylinder. This drive provides the large rod displacement necessary to operate a plunger well pump. To supply the working fluid to the distributor, a hollow rod is used. The rod is pressurized with a pressure higher than the downhole pressure from the pump located on the surface near the wellhead through the oil well tubing. A piston switch with an original design is proposed, which provides a self-oscillating mode of the drive and allows for changing the oscillation period. The methods for changing the oscillation period are briefly discussed. A mathematical model of the hydraulic drive is compiled, and the dynamic and power characteristics are determined. The design is developed, and a mockup of the drive and a bench for testing are created. The test results confirm the theoretical characteristics and reliability of the drive. The use of a self-oscillating hydraulic drive for plunger well pumps enables their application in wells of any curvature.

About the authors

Yu. A. Burian

ORCID iD: 0000-0003-3682-141X

I. N. Kvasov

Omsk State Technical University

V. N. Sorokin

Omsk State Technical University

M. A. Aleksandrov

Industrial University of Tyumen

Email: aleksandrovma@tyuiu.ru

References

  1. Нефтегазопромысловое оборудование : учебник / В. Н. Ивановский, В. И. Дарищев, В. С. Каштанов; под редакцией В. Н. Ивановского. – Москва : ЦентрЛитНефтегаз, 2006. – 720 с. – Текст : непосредственный.
  2. Казак, А. С. Погружные поршневые бесштанговые насосы с гидроприводом / А. С. Казак. – Ленинград : Гостоптехиздат. Ленинградское отделение, 1961. – 320 с. – Текст : непосредственный.
  3. Неудачин, Г. И. Погружной бесштанговый насос для подъема воды из буровых скважин / Г. И. Неудачин, В. И. Пилипец. – Текст : непосредственный // Гидротехника и мелиорация. – 1981. – № 7. – Текст : непосредственный.
  4. Тимошенко, В. Г. Бесштанговая насосная установка с линейным электродвигателем для добычи нефти из малодебитных скважин / В. Г. Тимошенко, М. Н. Никитин. – Текст : непосредственный // Булатовские чтения. – 2018. – Т. 2–2. – С. 186–190.
  5. Дроздов, А. Н. Разработка установки погружного плунжерного насоса с линейным электродвигателем для эксплуатации малодебитного фонда скважин / А. Н. Дроздов, Е. А. Малявко. – Текст : непосредственный // Нефтегазовая вертикаль. – 2013. – № 15–16. – С. 68–71.
  6. Захаров, Б. С. Новое насосное оборудование для добычи нефти / Б. С. Захаров, В. Р. Драчук, Г. Н. Шариков. – Москва : ИКИ, 2015. – 80 с. – Текст : непосредственный.
  7. Казак, А. С. Погружные бесштанговые насосы для добычи нефти / А. С. Казак, И. И. Росин, Л. Г. Чичеров. – Москва : Недра, 1973. – 231 с. – Текст : непосредственный.
  8. Молчанов, А. Г. Нефтепромысловые машины и механизмы : учебник / А. Г. Молчанов, В. Л. Чичеров. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Недра, 1983. – 308 с. – Текст : непосредственный.
  9. Патент на полезную модель № 186582 Российская Федерация, МПК E21B 43/18, E21B 28/00(2006.01). Устройство для гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта : заявл. 13.08.2018 : опубл. 24.01.2019, Бюл. № 3 / Килунин И. Ю., Бурьян Ю. А., Сорокин В. Н., Кондюрин А. Ю. ; патентообладатель Омский государственный технический университет, Федеральный научнопроизводственный центр «Прогресс». – Текст : непосредственный.
  10. Бурьян, Ю. А. Автоколебательный гидравлический привод имплозионного устройства / Ю. А. Бурьян, В. Н. Сорокин, А. А. Капелюховский. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2009. – № 6 (78). – С. 63–71.
  11. Лойцянский, Л. Г. Курс теоретической механики / Л. Г. Лойцянский, А. И. Лурье. – 6-е изд., перераб. и доп. – Москва : Наука, 1983. – Т. 2 : Динамика. – 640 с. – Текст : непосредственный.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).