Штанговая скважинная насосная установка

 

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования и предназначено для эксплуатации скважин. оборудованных штанговым скважинным насосом в осложненных условиях. Цель изобретения - повышение надежности работы установки за счет исключения отворачивания резьбовых соединений колонны штанг. Установка включает в себя привод колонны насосных штанг 2 и насосно-компрессорных труб 5, скважинный насос 4, узел штанговращателя 6 и узел ограничения вращения подвески колонны штанг 3. Узел ограниче

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 04 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4464906/29 (22) 21,07.89 (46) 07,10,92, Бюл, М 37 (71) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной поомышленности (72) В.В.Семенов, B,А,Бахвалов и E,А,Паненко (56) В.M.Móðàâüåâ, Эксплуатация нефтяных и газовых скважин, М.: Недра, 1973, с. 231—

234, рис, 114. (54) ШТАНГОВАЯ СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТА НС В КА... Ы«1767224 А1 (57) Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования и предназначено для эксплуатации скважин оборудованных штанговым скважинным насосом в осложненных условиях. Цель изобретения — повышение надежности работы установки за счет исключения отворачивания резьбовых соединений колонны штанг.

Установка включает в себя привод колонны насосных штанг 2 и насосно-компрессорных труб 5, скважинный насос 4, узел штанговращателя 6 и узел ограничения вращения подвески колонны штанг 3. Узел ограниче1767224 ния вращения состоит из двух направляющих, установленных на устье скважины и перемещающейся по ним траверсы, соединенной с колонной штанг посредством фрикционной муфты. Узел штанговращателя располагается ниже устьевого уплотнения колонны штанг и содержит ведомую шестерню, жестко связанную с колонной насосно-компрессорных труб, ведущую шестерню, устано вл ен ну "ю на колонн е шта н г 2 с

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования и предназначено для эксплуатации скважин, оборудованных штанговым сквахсинным насосом в осложненных условиях, 5

Цель изобретения — повышение надежности работы установки за счет исключения отворачивания резьбовых соединений колонны штанг.

Ка фиг.1 — схема установки, на фиг.2 — 10 узел штанговращателя, на фиг.3 — узел подвески колонны насосных штанг, на фиг.4— узел ограничения вращения подвески штанг.

Насосная установка включает в себя 15 станок-качалку 1, колонну насосных штанг

2, которая вверху соединяется с узлом подвески 3, под которой расположено устьевое уплотнение, а внизу соединяется со сква>кинным насосом 4, колонну насосно-комп- 20 рессорных труб 5 и узел штанговращателя 6 колонны насосных штанг2. Насосные штанги соединены в колонну насосных штанг 2 при помощи резьбовых соединений 7, а насосно-компрессорные трубы — при помощи 25 резьбовых соединений 8. Цилиндр 9 плунжерного насоса 4 прикреплен к колонне насосно-компрессорных труб 5, а шток 10 плунжера насоса 4 соединен с колонной насосных штанг 2 (фиг.1), 30

Узел штанговращателя 6 колонны насосных штанг расположен ниже устьевого уплотнения и содержит муфту сцепления 11 и ведомую 12 и ведущую 13 шестерни, Шестерни 12 и 13 выполнены с зубьями с ма- 35 лым углом подъема, Неподвижная часть 14 муфты сцепления 11, составленная из двух симметричных по форме и скрепленных вместе при помощи болтового соединения частей, закреплена жестко на верхней голо- 40 вке насосной штанги, низ которой связан со штоком 10 плунжерного насоса 4, Подвижвозможностью вращательного и поступательного движения относительно ее продольной оси. Ведущая шестерня в верхней части снабжена зубчатой полумуфтой сцепления, а соответствующая ей вторая полумуфта закреплена на колонне штанг.

Резьбовые соединения колонны штанг и труб имеют противоположные направления. Шаг зубьев полумуфт выполнен не кратным шагу резьбы ведущей и ведомых шестерен. 1 з.п. ф-лы, 4 ил, ная часть 15 муфты сцепления 11 закреплена на торцовой поверхности ведущей шестерни 13. Ведущая шестерня 13, выполненная разрезной в продольном направлении, скреплена при помощи винтового соединения, установлена на теле той же насосной штанги, на которой жестко закреплена неподвижная часть 14 муфты сцепления 11, с возможностью вращательного и поступательного перемещения относительно продольной оси этой штанги.

Ведущая шестерня 13 находится в зацеплении с ведомой шестерней 12. Ведомая шестерня 12 крепится жестко при помощи сварки к телу насосно-компрессорной трубы 5 (фиг,2). Торцовые поверхности зубьев ведущей 13 и ведомой 12 шестерен выполнены с закруглением, например, коническим.

Узел подвески 3 (фиг.3), связывающий головку балансира станка-качалки 1 с колонной насосных штанг 2, содержит канаты 16, прикрепленные к нижней траверсе 17, которая посредством упоров 18 соединена с верхней траверсой 19. Узел подвески 3 снабжен устройством поворота полированного штока колонны насосных штанг 2 — фрикционной муфтой. Она состоит из поворотного диска 20, имеющего возможность вращаться относительно верхней траверсы 19. Поворотный диск 20 по конусной поверхности сопряжен с цангой 21, которая затянута гайкой 22. Для исключения поворота узла подвески 3 от действия внешних сил в узле подвески 3 имеется ограничитель вращения узла подвески колонны штанг верхней траверсы 19, который включает в себя две прямолинейные направляющие, 23, установленные вертикально и жестко связанные с устьем 24 скважины, и два ползуна

25, выполненные в верхней траверсе 19 (фиг,3 и 4).

1767224

В насосной установке направление резьбовых соединений 8 и 7 выполнено противоположными, Направление реэьбовых соединений 7 колонны насосных штанг 2, расположенных ниже узла штанговращателя 6, выполнено противоположным направлению резьбовых соединений 7, расположенных над штанговращателем 6, К тому же, шаг зубьев полумуфт сцепления 11 выполнен некратным шагу резьбы ведущей 13 и ведомой 12 шестерен, Работа установки осуществляется следующим образом.

При поступательном движении колонны насосных штанг 2 вниз ведущая шестерня 13 вступает в зацепление с ведомой шестерней 12. По мере перемещения колонны 2 вниз происходит сцепление неподвижной части 14 муфты 11, закрепленной жестко на насосной штанге, с подвижной частью 15 муфты 11, закрепленной на торцовой поверхности ведущей шестерни 13, Зубья муфты сцепления 11 перемещаются друг относительно друга, и подвижная часть

15 муфты 11 кроме поступательного движения начинает совершать врашательное движение, При этом происходит поворот зубьев ведущей шестерни (3 относительно ведомой шестерни 12, Этим обеспечивается надежное сцепление ведущей 13 и ведомой

12 шестерен и соединение колонны насосных штанг 2 с колонной насосно-KQMRpGcсорных труб 5. Продолжительность сцепления и действия крутящего момента определяется высотой ведущей 13 и ведомой 12 шестерен. Вследствие этого зацепления и благодаря противоположному направлению реэьбовых соединений 7 и 8 в соединениях насосных штанг и насоснокомпрессорных труб, происходит одновременное закручивание как колонны насосных штанг 2, так и колонны насосокомп рессорных труб 5, а также происходит проскальзывание поворотного диска 20 по внешней поверхности траверсы 19. А так как верхняя траверса 19 снабжена ползунами 25, которые перемещаются в направляющих 23, исключается закручивание канатов 16 узла подвески 3 при ходе колонны насосных штанг в любом направлении.

В начале хода штанг вверх ведущая шестерня 13, закрепленная на теле насосной штанги, находится в зацеплении с ведомой шестерней 12, По мере перемещения колонны насосных штанг 2 вверх полумуфта 14 выходит из зацепления с полумуфтой 15, а ведущая шестерня 13, находясь в зацепле5

55 нии с ведомой шестерней 12, совершает два движения; поступательное перемещение вверх и вращательное движение вокруг тела штанги со скоростью, определенной углом подъема зубьев на ведущей 13 и ведомой 12 шестернях, При дальнейшем движении вверх ведущая шестерня 13 выходит из зацепления с ведомой шестерней 12, свободно в ней поворачиваясь, и совершает только поступательное движение со скоростью движения колонны насосных штанг2 вверх, При ходе колонны насосных штанг 2 вверх поворота колонны насосных штанг 2 и колонны труб 5 не происходит.

Рабочий цикл скважинного насоса, осуществляется при перемещении плунжера относительно цилиндра скважинного насоса 4. Пластовая жидкость поднимается по колонне труб 5 и направляется в промысловую сеть, Формула изобретения

1. Штанговая сква><инная насосная установка, включающая станок-качалку с узлом подвески колонны штанг, штанговращатель, устьевое уплотнение, установленное на устье скважины, колонны насосных штанг и насосно-компрессорных труб с реэьбовыми соединениями, к которым подвешен скважинный плунжерный насос, отличающаяся тем, что,с целью повышения надежности в работе установки за счет исключения отворачивания резьбовых соединений колонны штанг, она снабжена ограничителем вращения узла подвески колонны штанг,состоящим из двух вертикально расположенных направляю1 щих, установленных н4 устье скважины и, траверсы, соединенной с колонной штанг посредством фрикционной муфты сцепления, а штанговращатель расположен ниже устьевого уплотнения штанг, содержит ведомую шестерню, жестко связанную с колонной насосно-компрессорных труб, ведущую шестерню, установленную на колонне штанг с возможностью вращательного и поступательного движения относительно ее продольной оси, причем ведущая шестерня в верхней части снабжена зубчатой полумуфтой сцепления, а соответствующая ей вторая полумуфта закреплена на колонне штанг, при этом направление соединительных резьб колонны штанг и труб противоположно.

2. Установка по п,1, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, шаг зубьев полумуфт выполнен не кратным шагу резьбы ведущей и ведомой шестерен.

1767224

1767224

kl 6

1б

Составитель А.Молчанов

Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова

Редактор Л.Волкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3535 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5