Привод штангового глубинного насоса



Привод штангового глубинного насоса
Привод штангового глубинного насоса
Привод штангового глубинного насоса
Привод штангового глубинного насоса
Привод штангового глубинного насоса

 


Владельцы патента RU 2488023:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) (RU)

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для механизированной добычи нефти установками ШГН (штангового глубинного скважинного насоса). Привод ШГН содержит раму, противовесы, двигатель, в верхней части рамы установлены направляющие опоры вращения синхронизирующего колеса, которое имеет внутренний зубчатый полувенец, поочередно зацепленный с одной из двух зубчатых шестерен, закрепленных на валах, установленных в верхних опорах вращения рамы. На валу также закреплен шкив, имеющий гибкую связь с противовесами. Две зубчатые шестерни валов взаимосвязаны с двусторонней зубчатой рейкой, соединенной с плунжером колонны штанг ШГН, синхронизирующее колесо имеет зубчатый венец, зацепленный с зубчатой шестерней, закрепленной на валу, который установлен в опорах вращения, расположенных ниже верхних опор вращения. Вал взаимосвязан с выходным валом коробки передач, входной вал которой взаимосвязан с двигателем. Привод ШГН имеет лучшие эксплуатационные характеристики, малые габариты и массу, что допускает его монтаж и эксплуатацию без сооружения фундамента, меньшие по сравнению с прототипом затраты на изготовление и эксплуатацию. 6 ил., 2 з.п. ф-лы.

 

Предлагаемое устройство относится к области нефтедобычи.

Привод ШГН (штангового глубинного скважинного насоса) или станок-качалка применяется для механизированного способа добычи нефти установками ШГН, который является самым распространенным способом эксплуатации скважин, как в России, так и в других нефтедобывающих странах мира.

Известно устройство - станок-качалка (СК), который представляет собой преобразующий кривошипно-шатунный механизм с трансмиссией и двигателем, смонтированными на раме. Станок-качалка - это индивидуальный наземный механический привод через колонну штанг передающий возвратно-поступательное движение плунжеру ШГН (1. Бухаленко Е.И. и др. Нефтепромысловое оборудование: Справочник /Под ред. Е.И.Бухаленко. - М.: Недра, 1990. - 559 с.2. Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. - М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. - 510 с).

Известно, что станки-качалки могут быть балансирные и безбалансирные. Безбалансирные станки-качалки, в которых возвратно-поступательное движение штанг осуществляется с помощью цепи или канатов, перекинутых через шкивы-звездочки, укрепленные на наклонной к устью скважины пирамиде-опоре. Канатная подвеска (или цепь) прикрепляется к штангам, а другим концом - к кривошипу редуктора. Безбалансирные станки-качалки уравновешиваются с помощью противовесов, укрепляемых на кривошипе. Однако они не нашли широкого распространения. Разработаны гидравлические качалки, состоящие из длинного цилиндра и движущегося в нем поршня, соединенного непосредственно с колонной штанг. Цилиндр устанавливается вертикально над устьем скважины. Возвратно-поступательное движение поршня и штанг достигается путем переключения золотниковым устройством потока жидкости, нагнетаемой силовым насосом. Однако длинноходные цилиндры и поршни сложно изготовить (2. с.388).

Балансирный станок-качалка имеет кривошипно-шатунный механизм, состоящий из балансира, установленного на стойке, шатунов, кривошипов, и обеспечивает преобразование вращательного движения кривошипов в возвратно-поступательное движение головки балансира. Балансир на переднем плече имеет головку, к которой через канатную подвеску закрепляется колонна штанг. Заднее плечо посредством траверсы, через опору траверсы двумя шатунами соединено с кривошипами, на которых закреплены противовесы - контргрузы. Кривошипы закреплены на тихоходном валу редуктора. Для уменьшения инерционных нагрузок на балансир, возникающих при неравномерном движении контргруза, необходимо уравновешивание. Уравновешивание станка-качалки можно обеспечить размещением необходимого контргруза либо на заднем плече балансира, либо на кривошипе. В соответствии с этим различают балансирное (как правило, для СК малой грузоподъемности), кривошипное (для СК большой грузоподъемности) и комбинированное уравновешивание (2. с.391). Существуют балансирные СК с гидропневматическим и пневматическим уравновешиванием, они сложнее в изготовлении, дороже и, несмотря на некоторое уменьшение габаритных размеров, более металлоемки. Трансмиссия станка-качалки состоит из редуктора и клиноременной передачи. Для привода применяют, как правило, электродвигатель, возможно использование двигателя внутреннего сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является привод ШГН - балансирный станок-качалка (1. с.54, рис.2.2; 2. с.386, рис. Х.9).

Известно, что такой привод ШГН (балансирный станок-качалка) состоит из рамы, на которой смонтирована стойка с балансиром и его опорой, поворотная головка переднего конца балансира канатной подвеской соединяется с колонной штанг насоса. Задний конец балансира через траверсу и шатуны соединен с кривошипами, оснащенными противовесами. Кривошипы получают привод от редуктора, который клиноременной передачей связан с электродвигателем. Такое устройство хорошо работает при добыче нефти установками штангового скважинного насоса.

Однако применяемые в настоящее время приводы ШГН (балансирные станки-качалки) имеют сложное устройство, большие габариты и массу, требуют значительные затраты на монтаж и эксплуатацию. Например, масса станков-качалок типа СК может достигать почти 35 тонн, а габаритные размеры: длина - 13,2 м, ширина - 3,1 м, высота - 11,5 м (2. с.387, таблица Х.5) для СК15-6-12500, где 15 - грузоподъемность станка-качалки в тоннах, 6 - максимальный ход в метрах и 12500 - наибольший крутящий момент на валу редуктора в кгс·м (2. с.385). Высота - 11,5 м почти в два раза больше хода - 6 м. Габариты и масса СК увеличены из-за того, что ось балансира расположена на значительном расстоянии от центра скважины. Монтаж станка-качалки начинается с подготовки и планировки площадки и рытья котлована под фундамент, который состоит из двух частей: подземной и наземной. Фундаменты могут быть монолитными (бутобетонными или железобетонными), сборными железобетонными и металлическими. Большие проблемы возникают из-за неуравновешенности работы устройства при подъеме и спуске колонны штанг, вызывающие колебания внутрицикловой нагрузки на двигатель, что приводит к необходимости повышения его мощности и затрат энергии. Клиноременная передача ограничивает эксплуатационные возможности СК, так как имеет небольшой диапазон передаточных чисел (отношение передаточного числа низшей передачи к высшей), невысокую долговечность, необходимость систематической регулировки натяжения ремней. Эксплуатационные характеристики каждой модели СК ограничены.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение состоит в снижении затрат на изготовление и эксплуатацию привода ШГН (станка-качалки), расширение эксплуатационных характеристик за счет упрощения и совершенствования его конструкции, приводящей к существенному снижению его габаритов и массы.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что 1) привод ШГН содержит раму, противовесы, двигатель, при этом в верхней части рамы установлены направляющие опоры вращения синхронизирующего колеса, которое имеет внутренний зубчатый полувенец, поочередно зацепленный с одной из двух зубчатых шестерен, закрепленных на валах, установленных в верхних опорах вращения рамы, на валу также закреплен шкив, имеющий гибкую связь с противовесами, две зубчатые шестерни валов взаимосвязаны с двусторонней зубчатой рейкой, соединенной с плунжером колонны штанг ШГН, синхронизирующее колесо имеет зубчатый венец, зацепленный с зубчатой шестерней, закрепленной на валу, который установлен в опорах вращения, расположенных ниже верхних опор вращения, этот вал взаимосвязан с выходным валом коробки передач, входной вал которой взаимосвязан с двигателем.

Кроме того, на валах закреплены несколько рядов шестерен, поочередно зацепленных с внутренними зубчатыми полувенцами синхронизирующих колес, зубчатые венцы этих колес зацеплены с шестернями, свободно установленными на валу с приводом от коробки передач, на валу расположены муфты переключения.

Кроме того, две двусторонние зубчатые рейки с приводами расположены с разных сторон от центра скважины, на осях опор качания установлены противоположно развернутые балансиры, на наконечниках длинных плеч балансиров расположены противовесы, осями с опорами качения соединены: наконечники коротких плеч балансиров с наконечниками нижнего ряда длинных двуплечих звеньев а, несколько наконечников рядов длинных двуплечих звеньев, середины таких звеньев, к осям наконечников верхнего ряда длинных двуплечих звеньев шарнирно закреплены наконечники коротких звеньев, другие наконечники коротких звеньев соединены длинной осью, к которой в середине крепится колонна штанг скважинного насоса.

Предлагаемое техническое решение существенно снижает габариты и массу привода ШГН (станка-качалки) за счет меньшей массы и высоты рамы, замены сложного, громоздкого привода, расположенного на расстоянии от центра на расположенный над центром скважины, перемещение колонны штанг ШГН обеспечивается компактным зубчато-реечным механизмом. Несколько рядов зубчато-реечного зацепления регулируют величину хода и скорость движения плунжера ШГН, а коробка передач обеспечивает возможность изменения эксплуатационных характеристик за счет варьирования скорости движения плунжера ШГН. Телескопический механизм малой металлоемкости позволяет в широких пределах изменять ход насоса за счет применения различного числа звеньев телескопа.

На фиг.1 приведена одна из возможных компоновок привода ШГН (штангового глубинного скважинного насоса). На фиг.1,а показан вид спереди, а на фиг.1,б - вид сбоку на привод ШГН в поднятом положении плунжера. Над штоком плунжера закреплена двусторонняя зубчатая рейка, она показана в момент выхода правой шестерни из зацепления с зубчатым полувенцом синхронизирующего колеса и изменения направления ее вращения (на шестерне пунктирная стрелка) и входа в зацепление левой шестерни (на шестерне сплошная стрелка) - закончилось перемещение двусторонней зубчатой рейки вверх и начинается движение вниз (стрелка на рейке около левой шестерни).

На фиг.2 приведен фрагмент привода ШГН - зубчато-реечная передача в момент выхода левой шестерни из зацепления с зубчатым полувенцом синхронизирующего колеса и изменения направления ее вращения (на шестерне пунктирная стрелка) и входа в зацепление правой шестерни (на шестерне сплошная стрелка) - закончилось перемещение двусторонней зубчатой рейки вниз и начинается движение вверх (стрелка на рейке около правой шестерни).

На фиг.3,а показана кинематическая схема с переключаемой зубчато-реечной передачей и восьмиступенчатой двухвальной несосной коробкой передач (КП), а на фиг.3,б - таблица и лучевая диаграмма КН. Под схемой КП в кружках приведены обозначения пар шестерен (1-4), эти цифры указаны на лучах диаграммы. Лучевая диаграмма построена в логарифмических координатах от величины передаточных чисел и дает наглядное представление о структуре и работе КП. Чем больше передаточное число, тем положе наклон луча направо (см. лучи 4 справа). Наклон луча налево указывает на ускоряющий режим работы - передаточное число меньше единицы (см. луч 3 слева). Наклон луча каждой пары шестерен постоянный по всей диаграмме. Над верхней шкалой показаны номера передач, над ними в верхней строке таблицы указаны пары шестерен, работающие на этих передачах, а ниже - положения муфт переключения: Л - левое, П - правое.

На фиг.4 приведена схема привода ШГН с телескопическим механизмом, увеличивающим ход штока плунжера. На фиг.4,а показан вид спереди, а на фиг.4,б - вид сбоку при максимально выдвинутом положении штока плунжера ШГН. Две двусторонние зубчатые рейки расположены рядом со штоком плунжера ШГН.

Над устьем скважины 1 (см. фиг.1 и 2) со штоком 2 плунжера ШГН расположена пространственная рама 3 (элементы усиления не показаны). Синхронизирующее колесо 4 установлено в направляющих опорах вращения 5 рамы 3. На колесе 4 нарезаны внутренний зубчатый полувенец 6, а также зубчатый венец 7 (на фиг.1,б и 2 не показан), который может быть как внутренним, так и наружным (см. фиг.3). С внутренним зубчатым полувенцом 6 взаимодействуют две зубчатые шестерни 8, которые зацеплены с двусторонней зубчатой рейкой 9, соединенной со штоком 2 плунжера ШГН. Каждая шестерня 8 закреплена на валу 10, установленном в верхних опорах вращения 11 рамы 3. На валу 10 также закреплен шкив 12 с гибкой связью, например, тросом 13. На конце троса 13 расположены противовесы 14, которые в нижнем положении опускаются на эластичное основание 15. Допускается установка противовесов 14, тросов 13 и шкивов 12 на обоих валах 10. Зубчатая шестерня 16 привода синхронизирующего колеса 4 взаимодействует с зубчатым венцом 7, она закреплена на валу 17, установленном в опорах вращения 18, расположенных на раме 3 ниже опор вращения 11. Двигатель 19, например электродвигатель или ДВС (двигатель внутреннего сгорания) и т.д., через согласующий редуктор 20, например КП (коробку передач), выходной вал КП 21, элементами связи 22, например гибкой связью (ременная, клиноременная, цепная передачи) или зубчатой передачей типа гитары, взаимосвязан с валом 17 привода шестерни 16. Между двигателем 19 и КП 20 допускается установка сцепления. На валах 17 и 21 закреплены шкивы 23 и 24. Валы 17 и 21 могут быть взаимосвязаны непосредственно друг с другом без связи 22. Возможна компоновка, при которой двигатель 19 может быть взаимосвязан непосредственно с валом 17.

КП 20 могут быть различными, как двухвальными (см. фиг.3), так и трехвальными. Можно применить КП по методу свободной установки шестерен на входном 25 и выходном 21 валах, образованные из агрегатов по патентам; 1654038, 1654139, 2162419, 2176640, но без шестерен заднего хода. Каждая пара шестерен удваивает число передач: три пары шестерен обеспечивают четыре передачи, четыре пары шестерен - восемь передач (см. фиг.3) и т.д. Возможна установка КП с двумя сцеплениями, позволяющими переключать передачи практически без разрыва потока мощности. Рассмотренные ранее КП хорошо приспособлены для установки двух сцеплений. Применение КП «автомата» с гидротрансформатором или вариатора существенно улучшит эксплуатационные показатели привода и ШГН за счет обеспечения оптимальной скорости движения плунжера насоса.

На валах 10 может быть закреплено несколько шестерен 8 различного диаметра (см. фиг.3). Один ряд этих шестерен зацеплен с двусторонней зубчатой рейкой 9 (см. фиг.1-3). Шестерни 8 взаимодействуют с внутренними зубчатыми полувенцами 6 синхронизирующих колес 4. Зубчатые венцы 7 колес 4 зацеплены с шестернями 16, свободно установленными на валу 17, соединенном с валом 21. Шестерни 16, синхронизирующие колеса 4 с зубчатыми полувенцами 6 и зубчатыми венцами 7 образуют ряды зубчатых зацеплений, обозначенные I-IY (см. фиг.3). На валу 17 расположены муфты переключения 26 (D) и 27 (Е).

Два телескопических механизма (см. фиг.4), состоящих из длинных двуплечих звеньев 28, соединенных осями опор качания 29 в средней части и осями опор качания 30 в наконечниках, расположены над двумя двусторонними зубчатыми рейками 9. Балансиры 31 установлены на опорах качания 32, закрепленных на раме 3. Они соединены с осями опор качания 29 наконечников нижних длинных двуплечих звеньев 28. На длинных плечах балансиров 31 закреплены противовесы 33. Верхние длинные двуплечи 6 звенья 28 осями опор качания 30 соединены с короткими звеньями 34, которые осями опор качания 29 в средней части взаимодействуют с длинной осью 35 коротких звеньев телескопа. К длинной оси 35 закреплен шток 2 плунжера ШГН.

Предлагаемый привод ШГН (штангового глубинного скважинного насоса) работает следующим образом. Шток 2 колонны штанг ШГН крепится к двусторонней зубчатой рейке 9 (см. фиг.1) или к длинной оси 35 коротких звеньев 34 телескопа (см. фиг.4) в т. А над центром устья скважины 1. Крутящий момент от двигателя 19 передается на входной вал 25 КП 20 (см. фиг.3). Шестерни КП 20 трансформируют крутящий момент двигателя 19 и подают его на выходной вал 21. Связь 22, например, гибкая (ременная, клиноременная, цепная передачи) или зубчатая передача типа гитары передает крутящий момент между валами 21 и 17. Вал 17 вращает шестерню 16, которая зацеплена с зубчатым венцом 7 синхронизирующего колеса 4. Синхронизирующее колесо 4 с внутренним зубчатым полувенцом 6, шестернями 8 и двусторонней зубчатой рейкой 9 (см. фиг.2) преобразуют вращательное движение синхронизирующего колеса 4 в возвратно-поступательное движение двусторонней зубчатой рейки 9. Ход плунжера 2 h≥0,5 π D. Например, для перемещения рейки 9 на 2 метра необходимо иметь внутренний зубчатый полувенец 6 такой же длины, при этом диаметр D колеса 4 должен быть не менее 1,3 метра. Зубчатый полувенец 6 синхронизирующего колеса 4 поочередно взаимодействует с двумя зубчатыми шестернями 8, между которыми установлена двусторонняя зубчатая рейка 9. Если зубчатый полувенец 6 вращает правую шестерню 8, то она правым рядом зубчатой рейки 9 поднимает ее и шток колонны штанг плунжера ШГН. В насосе происходит такт наполнения. В это время левая шестерня 8 вращается вхолостую, получая привод от левого ряда рейки 9, но не имеет зацепления с внутренним зубчатым полувенцом 6. При дальнейшем вращении синхронизирующего колеса 4 зубчатый полувенец 6 выходит из зацепления с правой шестерней 8, заканчивается ход двусторонней зубчатой рейки 9 вверх, входит в зацепление с левой шестерней 8, обе шестерни 8 изменяют направление вращения, двусторонняя зубчатая рейка 9 изменяет направление движения - перемещается вниз, в том числе и под действием веса колонны штанг и плунжера 2 ШГН. В насосе такт нагнетания.

Для обеспечения равномерной нагрузки на двигатель 19 вес колонны штанг и плунжера 2 ШГН компенсируется противовесами 14. При движении колонны штанг и плунжера 2 вниз двусторонняя зубчатая рейка 9 приводит в движение шестерню 8, вал 10, шкив 12 и тросом 13 поднимает противовесы 14 (см. фиг.1,б), которые компенсируют вес колонны штанг и плунжера 2 ШГН. При обратном ходе двусторонней зубчатой рейки 9 (вверх) противовесы 14 опускаются и уменьшают нагрузку на двигатель 19.

Скорость движения плунжера насоса можно изменять переключением передач в КП 20. Например, четыре пары шестерен в КП на фиг.3 могут обеспечить восемь передач. Четыре передачи (1, 2, 3 и 6-я) обеспечиваются трехпарными зацеплениями и еще четыре - однопарными зацеплениями. Средние пары шестерен могут поочередно работать в разных направлениях. Две муфты переключения передач А и С трехпозиционные: среднее положение - нейтраль, крайние положения - соединение с шестерней вала. Средняя сдвоенная муфта В двухпозиционная: в правом положении верхняя односторонняя муфта разъединяет шестерни второго и третьего рядов входного вала 25, а нижняя муфта соединяет шестерни этих рядов на выходном валу 21, в левом положении - наоборот, разъединяет шестерни выходного вала 21 и соединяет шестерни входного вала 25.

Первая передача - крутящий момент от входного вала 25 по муфте А в правом положении поступает на первую пару шестерен, далее по блоку шестерен выходного вала 21, по нижней полумуфте В, по третьей паре шестерен вверх, по блоку шестерен входного вала 25, по четвертой паре шестерен вниз и по муфте С на выходной вал 21, далее на вал 17.

Вторая передача - работают первая, вторая и четвертая пары шестерен.

Третья передача - работают вторая, третья и четвертая пары шестерен.

Четвертая передача - работает четвертая пара шестерен.

Пятая передача - работает первая пара шестерен.

Шестая передача - работают первая, вторая и третья пары шестерен.

Седьмая передача - работает вторая пара шестерен.

Восьмая передача - работает третья пара шестерен.

Величину хода двусторонней зубчатой рейки 9 и плунжера 2 ШГН (см. фиг.3) можно регулировать изменением положения муфт переключения 26 (D) и 27 (Е). При перемещении муфты 26 (D) в левое положение крутящий момент от вала 17 поступает на I-й ряд зубчатых зацеплений: правую шестерню 16, зубчатый венец 7 синхронизирующего колеса 4, зубчатым полувенцом 6 на одну из шестерен 8, по валу 10, на шестерню 8 III-го ряда и двустороннюю зубчатую рейку 9. При перемещении муфты 26 (D) в правое положение крутящий момент от вала 17 поступает на II-й ряд зубчатых зацеплений - величина хода плунжера 2 увеличивается, а скорость движения уменьшается. III-IY ряды зубчатых зацеплений переключаются муфтой 27 (Е), при этом муфта 26 (D) находится в нейтральном положении.

Для существенного увеличения хода плунжера 2 можно применить два телескопических механизма (см. фиг.4). Две двусторонние зубчатые рейки 9 взаимодействуют с осями 29 опор качания середины длинных двуплечих звеньев 28, расположенными над балансирами 31 телескопа. Величина перемещения рейки 9 умножается на число секций телескопа - четыре секции на фиг.4. Если ход реек 9 составит 2 м, то т. А на длинной оси 35 коротких звеньев 34 телескопа вместе с плунжером 2 ШГН переместится на 8 м.

Кинематика коротких плеч балансиров 31, двуплечих звеньев 28 и коротких звеньев 34 телескопа, соединенных осями с опорами качания 29 и 30, обеспечивает вертикальное перемещение т. А и колонны штанг скважинного насоса. Устойчивость телескопической системы обеспечивается как правильной кинематикой перемещений, так и ограничением хода каждой секции звеньев телескопа, а также возможным контактом противовесов 33 с опорной поверхностью в крайнем положении. Противовесы 33, расположенные на длинных плечах балансиров 31, частично уравновешивают вес колонны штанг скважинного насоса. Уравновешивание может быть достигнуто как изменением массы противовесов 33, так и изменением величины длинного плеча балансиров 31, например перемещением противовеса 33 по резьбе балансира 31 (на фиг.4 не показана).

При использовании автоматической системы управления КП передачи будут переключаться в зависимости от нагрузки на длинной оси 35 верхних коротких звеньев 34, обеспечивая практически постоянную нагрузку на двигатель 19.

Целесообразно применение электромашины постоянного тока, обладающей хорошими тягово-скоростными характеристиками. Она обратима - может работать и как двигатель, и как генератор. При такте опускания колонны штанг ШГН возможна регенерация энергии за счет работы электромашины в режиме генератора и накоплении этой энергии в аккумуляторной или конденсаторной батарее. Допускается использование гибридной силовой установки, аналогичной применяемым на современных автомобилях.

Обозначения:

1 - устье скважины;

2 - шток плунжера ШГН;

3 - пространственная рама;

4 - синхронизирующее колесо;

5 - направляющие опоры вращения колеса 4;

6 - внутренний зубчатый полувенец колеса 4;

7 - зубчатый венец колеса 4;

8 - зубчатая шестерня, взаимодействующая с зубчатым полувенцом 6 колеса 4;

9 - двусторонняя зубчатая рейка;

10 - вал шестерни 8;

11 - верхние опоры вращения валов 10 в раме 3;

12 - шкив вала 8;

13 - гибкая связь, например, трос;

14 - противовесы;

15 - эластичное основание противовесов 14;

16 - зубчатая шестерня привода синхронизирующего колеса 4;

17 - вал шестерни 16;

18 - опоры вращения вала 17;

19 - двигатель (электродвигатель, ДВС - двигатель внутреннего сгорания и т.д.);

20 - согласующий редуктор, например, КП (коробка передач);

21 - выходной вал с шестернями КП 20;

22 - связь между валами 17 и 21, например гибкая (ременная, клиноременная, цепная передачи) или зубчатой передачей типа гитары;

23 - шкив вала 17;

24 - шкив выходного вала 21;

25 - входной вал с шестернями КП 20;

26 - муфта переключения зубчатых зацеплений I-II (D);

27 - муфта переключения зубчатых зацеплений III-IY (Е);

28 - длинные двуплечие звенья телескопа;

29 - оси опор качания середины длинных двуплечих звеньев 28 телескопа;

30 - оси опор качания наконечников длинных двуплечих звеньев 28 телескопа;

31 - балансиры;

32 - оси опор качания балансиров 31;

33 - противовесы балансиров 31;

34 - короткие звенья телескопа;

35 - длинная ось коротких звеньев телескопа.

1. Привод штангового глубинного насоса, содержащий раму, противовесы, двигатель, отличающийся тем, что в верхней части рамы установлены направляющие опоры вращения синхронизирующего колеса, которое имеет внутренний зубчатый полувенец, поочередно зацепленный с одной из двух зубчатых шестерен, закрепленных на валах, установленных в верхних опорах вращения рамы, на валу также закреплен шкив, имеющий гибкую связь с противовесами, две зубчатые шестерни валов взаимосвязаны с двусторонней зубчатой рейкой, соединенной с плунжером колонны штанг ШГН, синхронизирующее колесо имеет зубчатый венец, зацепленный с зубчатой шестерней, закрепленной на валу, который установлен в опорах вращения, расположенных ниже верхних опор вращения, указанный вал взаимосвязан с выходным валом коробки передач, входной вал которой взаимосвязан с двигателем.

2. Привод штангового глубинного насоса по п.1, отличающийся тем, что на двух валах закреплены несколько рядов шестерен, поочередно зацепленных с внутренними зубчатыми полувенцами синхронизирующих колес, зубчатые венцы этих колес зацеплены с шестернями, свободно установленными на валу с приводом от коробки передач, на валу расположены муфты переключения.

3. Привод штангового глубинного насоса по п.1, отличающийся тем, что две двусторонние зубчатые рейки с приводами расположены с разных сторон от центра скважины, на осях опор качания установлены противоположно развернутые балансиры, на наконечниках длинных плеч балансиров расположены противовесы, осями с опорами качения соединены: наконечники коротких плеч балансиров с наконечниками нижнего ряда длинных двуплечих звеньев, несколько наконечников рядов длинных двуплечих звеньев, середины таких звеньев, к осям наконечников верхнего ряда длинных двуплечих звеньев шарнирно закреплены наконечники коротких звеньев, другие наконечники коротких звеньев соединены длинной осью, к которой в середине крепится колонна штанг скважинного насоса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти битумов и может быть использовано в качестве привода штангового насоса. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в составе штанговой глубиннонасосной установки преимущественно для подъема нефти или для откачки пластовых вод.

Изобретение относится к насосной технике, используемой при добыче нефти, в частности, к погружным скважинным насосам со штанговым приводом для одновременного и раздельного подъема пластовой жидкости при эксплуатации двух пластов одной скважины.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам выработки электрической энергии и может найти применение в конструкции добывающих скважин, имеющих станки-качалки (СК).

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для глубинно-насосных скважин со структурообразующей добываемой нефтью. .

Изобретение относится к области скважинной добычи жидких полезных ископаемых, в том числе нефти, и, в частности, к штанговым скважинным насосным установкам. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к штанговой насосной установке при отборе жидкости из скважины, и может быть использовано и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано для добычи нефти из скважин штанговыми насосами.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации нефтяных скважин с высоковязкой продукцией. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для диагностирования работы глубинно-насосното оборудования скважин, оборудованных установками штанговых скважинных насосов

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной, имеющую балансир с поворотной головкой, насос для установки в скважине, включающий цилиндр со всасывающими клапанами и плунжер с нагнетательными клапанами, установленный внутри цилиндра с возможностью возвратно-поступательного движения. В верхней части плунжера образован устьевой шток, связанный посредством гибкой связи с поворотной головкой. На верхней части устьевого штока закреплена подвижная часть электромагнита, охватываемая статорной частью электромагнита с обмоткой. Балансир выполнен с возможностью замыкания электрической цепи обмотки электромагнита с возможностью возбуждения электромагнитной силы, воздействующей на подвижную часть электромагнита и направленной вдоль оси устьевого штока. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы установки, увеличение срока ее службы, сокращение скачков перегрузок, действующих на систему силовых узлов, обеспечение плавности хода устьевого штока. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи углеводородов и проведения исследований и скважинных операций в скважине без подъема насосного оборудования. Байпасная система скважинной насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации скважины, имеющей, по меньшей мере, два пласта, состоит из установленного на колонне труб Y-образного блока, к нижней части которого параллельно присоединены насосная установка и колонна байпасных труб с посадочным ниппелем для установки съемной глухой пробки. Ловильная головка расположена при установке съемной глухой пробки в ниппель в Y-образном блоке над колонной байпасных труб, а последняя скреплена с насосной установкой при помощи хомутов. Посадочный ниппель выполнен с возможностью установки в нем геофизической пробки вместо съемной глухой пробки. В скважине ниже байпасной системы с насосной установкой установлены, по меньшей мере, два пакера механического, гидромеханического или гидравлического действия. Каждый из пакеров установлен над соответствующим пластом скважины, а между ними на уровне пластов установлено, по меньшей мере, по одной скважинной камере с установленным в ней штуцером или регулятором расхода, или стационарной оправкой или управляемым клапаном с гидравлическим, электрическим или механическим управлением с возможностью регулирования проходного сечения или имеющие две позиции открыто и закрыто. Над верхним пакером установлен разъединитель колонны труб, на который в разъединенном состоянии установлен адаптер. На нижнем конце колонны труб установлена заглушка или ниппель-воронка. Кроме того, в байпасной системе скважинной насосной установки посадочный ниппель выполнен с возможностью установки в нем геофизической пробки на место съемной глухой пробки, снизу на колонне байпасных труб закреплена ниппель-воронка. Выше последней колонна байпасных труб и насосная установка соединены между собой посредством опорного элемента. Под посадочным ниппелем на колонне байпасных труб установлен телескопический патрубок. Съемная глухая пробка выполнена в верхней части со сдвижной юбкой для выравнивания давления и в нижней части с наконечником для закрепления проволоки или каната. Способ байпасирования проводят путем спуска в скважину прибора на геофизическом кабеле с установленной на геофизическом кабеле геофизической пробкой. На геофизическом кабеле устанавливают два молотка с фрикционной вставкой или внутренней поверхностью с зубчатой насечкой. Нижний молоток устанавливают на 10-20 м выше геофизического прибора. Верхний - на расстоянии большем или равном расстоянии от места установки геофизической пробки в Y-образном блоке до нижней границы исследуемого пласта. Геофизическую пробку выполняют с внутренней сдвижной втулкой для выравнивания давления. В результате достигается повышение надежности работы скважинного оборудования при проведении исследований в скважинах в эксплуатационной колонне ниже насосной установки, за счет безаварийного извлечения съемной глухой и геофизической пробок в процессе проведения исследований. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ добычи пластовой газированной и негазированной жидкости относится к области нефтедобычи и может быть использован для добычи газированной и негазированной пластовой жидкости из глубоких скважин. В скважинном насосе создают герметичное кольцо для движения закольцованной, снабженной рабочими поршнями 8, цепи 7. Для этого соединяют снизу направляющий трубопровод 12 и колонну насосно-компрессорных труб 4 с одним или несколькими рабочими цилиндрами 6, приемно-фильтрующей камерой 10 скважинного насоса с направляющим шкивом 9, а сверху с верхним корпусом со шкивами подъемным 22, опускающим 23 и натяжным 24. Техническим эффектом является непрерывный подъем жидкости с больших и малых глубин негазированной и газированной жидкости, с большим содержанием попутного газа, из скважин с малым дебетом, в том числе за счет постоянной скорости движения цепи с поршнями сквозь рабочие цилиндры, длина которых больше, чем расстояние между поршнями. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для закачки необходимых объемов воды в пласт. Установка скважинная штанговая насосная для закачки воды в пласт включает пакер, установленный выше пласта, колонну труб с нагнетательным и всасывающим клапанами, плунжерный насос с цилиндром, спускаемым на колонне труб и установленным выше клапанов. Всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством. Герметизатор устьевого штока снабжен емкостью для смазки. Межтрубное пространство скважины сообщено с подводящим воду трубопроводом. Плунжер дополнительно снабжен устройством для его принудительного хода вниз. Ниже нагнетательного клапана установлен дополнительный нагнетательный клапан, сообщенный с подпакерным пространством и с выходом нагнетательного клапана через разъединительное устройство. Устройство для принудительного хода вниз плунжера может быть выполнено в виде соединенных с ним грузов или пневмоаккумулятора. Рабочей полостью пневмоаккумулятора является верхняя часть колонны труб. Технический результат заключается в расширении области применения установки в нагнетательных скважинах с высоким давлением закачки, повышении надежности работы за счет повышения надежности работы всасывающего и нагнетательного клапанов, также в повышении эффективности эксплуатации скважины за счет сокращения сроков ее ремонта. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной 3. Насос с плунжером 15 установлен в скважине 3. С верхней частью плунжера 15 соединен устьевой шток 19, на верхней части которого закреплена подвижная часть электромагнита, охватываемая статорпой частью 22 электромагнита с обмоткой. Станок-качалка содержит балансир 7 с поворотной головкой, которая связана посредством гибкой связи с устьевым штоком 19. Балансир 7 связан с приводным двигателем 5. Установка снабжена устройством автоматического управления 24, связанным с приводным двигателем и электромагнитом с возможностью изменения угловой скорости вращения вала приводного двигателя и с возможностью возбуждения в подвижной части электромагнита, при каждом положении устьевого штока, соответствующей демпфирующей силы. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы установки, увеличение срока ее службы, сокращение скачков перегрузок, действующих на систему силовых узлов, обеспечение плавности хода устьевого штока при каждом его положении. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для добычи нефти установками скважинного штангового глубинного насоса. Станок-качалка содержит раму 3, двигатель 15, два параллельно установленных редуктора 9 привода звездочек цепных передач, расположенных на вертикальных направляющих 4. Одно из звеньев каждой цепи соединено с основной осью 19, на которой подвижно установлена серьга 20 (серьги), соединенная с осью катков 23, с закрепленной к ней колонной штанг 2 ШГН. На этой оси установлены катки 23, расположенные внутри направляющих 4. К основной оси 19 или оси катков 23 присоединена гибкая связь 24, например трос, по шкивам 26 на осях взаимосвязанная с противовесами 25. Между двигателем 15 и редукторами 9 могут быть установлены вариатор или коробка передач 12, в том числе гидромеханическая, с соединительной муфтой 14 или клиноременной, или цепной передачей. Имеет лучшие эксплуатационные характеристики, малые габариты и массу, что допускает его монтаж и эксплуатацию без сооружения фундамента, меньшие по сравнению с прототипом затраты на изготовление и эксплуатацию. 4 ил.

Устройство предназначено для использования в области нефтедобычи для подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара, реагента) в скважину для очистки скважины. Установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, скважинный штанговый насос 2, выпускное устройство 3, колонну штанг 4, 5, станок-качалку, узел 6 кинематической связи колонны штанг 4, 5 со станком-качалкой, промывочный вертлюг 7, шланг 8, устройство 9 подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара или реагента) для очистки скважины. Колонна насосно-компрессорных труб 1 установлена внутри колонны обсадных труб скважины; скважинный штанговый насос 2 гидравлически связан с колонной насосно-компрессорных труб 1, колонна штанг 4, 5 своим нижним концом кинематически связана со скважинным штанговым насосом 2, а верхним концом - через промывочный вертлюг (узел 7 и узел 6) со станком-качалкой. Верхняя часть 4 колонны штанг 4, 5 выполнена полой и предназначена как для привода скважинного штангового насоса 2 (вместе с нижней частью 5), так и для подачи рабочего тела в полость насосно-компрессорных труб 1. Выпускное устройство 3 установлено на нижнем конце полой части 4 колонны штанг 4, 5. Выпускное устройство 3 выполнено либо с открытым каналом для непрерывной подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара), либо в виде перепускного клапана для дозированной подачи рабочего тела (реагента). Расширяются функциональные возможности установки за счет возможности промывки скважины жидкостью, упрощаются конструкция и эксплуатация. 1 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в скважинных насосных установках для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Наполнитель выполнен твердотельным, верхний конец которого прикреплен к грузоподъемному устройству, а нижний конец прикреплен к нижнему концу штока, возвратно-поступательные движения которого осуществляются за счет подъема и опускания наполнителя. Изобретение направлено на снижение напряженного состояния штока, повышение напора и обеспечение работоспособности насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости. 3 ил.
Наверх