Привод скважинного штангового насоса



Привод скважинного штангового насоса
Привод скважинного штангового насоса
Привод скважинного штангового насоса

 


Владельцы патента RU 2570541:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомый шкивы. Верхний шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса с осью шкива, соединенного с толкателем. Толкатель натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень, подвижная часть которого подпирает корпус верхнего шкива. Натяжной механизм выполнен в виде гидравлического плунжерного или поршневого насоса, сообщенного с полостью цилиндра толкателя. Толкатель сообщен с питательной емкостью, связанной с насосом, подвижная часть которого соединена с кривошипно-шатунным механизмом. Вращающаяся часть механизма соединена с неподвижным элементом корпуса привода и выполнена с возможностью взаимодействия с подвижным элементом привода. Увеличивается срок службы гибкого звена и привода в целом, а также уменьшаются динамические нагрузки на скважинное оборудование. Сокращаются трудоемкость и затраты на обслуживание привода. 3 ил.

 

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

Известен привод скважинного штангового насоса (патент RU №2200876, МПК F04B 47/02, опубл. 20.03.2003, бюл. №8), содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны, охваченный гибким непрерывным звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих и связанным через гибкое звено с колонной штанг, при этом противовес выполнен сборным, состоящим из основного противовеса, нормализующего работу привода насоса, снабженного штангами минимального сечения и спущенного на минимальную глубину скважины, и дополнительных противовесов, выполненных с возможностью размещения их массы симметрично относительно оси симметрии плоскости гибкого непрерывного звена на основном противовесе, при этом суммарный центр тяжести расположен в непосредственной близости от этой плоскости, а гибкое звено, связывающее противовес с колонной штанг, размещено с образованием четного числа параллельных ветвей, узлы соединения ветвей гибкого звена с противовесом размещены попарно симметрично относительно оси симметрии гибкого звена за пределами его контура, при этом узлы соединения гибкого звена с противовесом и узлом подвески штанг выполнены с обеспечением одинакового натяжения всех ветвей гибкого звена, а рама снабжена колесами и дополнительным приводом и выполнена с возможностью фиксации относительно основания в любых положениях, а колеса установлены с возможностью взаимодействия с направляющими, и дополнительную раму, соединенную с основной рамой с возможностью перемещения в направлении оси симметрии контура гибкого непрерывного звена, проходящей через ведущий и криволинейный направляющий элемент преобразующего механизма, причем соединение выполнено с возможностью фиксации дополнительной рамы относительно основной в любом положении, при этом гибкое звено, связывающее противовес с колонной штанг, выполнено замкнутым.

Наиболее близким по технической сущности является привод скважинного штангового насоса (патент US №4916959, Int. Cl. 4 B66B 5/26. опубл. 17.04.1990), содержащий установленные на основании на единой раме с корпусом двигатель, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомые шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг, причем оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости, а верхний (ведомый) шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена.

Однако известные устройства имеют следующие недостатки:

- во-первых, натяжение непрерывного гибкого звена регулируется периодически с участием обслуживающего персонала, что приводит к образованию провиса (ослабления) гибкого звена между регулировками, из-за чего возникают динамические нагрузки в преобразующем механизме, сокращающие срок службы гибкого звена и всей установки или приводящие к более частому регулированию натяжения, что существенно повышает затраты на обслуживание;

- во-вторых, для оптимального натяжения гибкого звена обслуживающему персоналу необходимо определить величину натяжения с использованием специальных устройств и приборов, что приводит к дополнительным вложениям;

- в-третьих, для регулирования натяжения гибкого звена обслуживающим персоналом необходимо остановить привод, что приводит к потерям добываемой продукции, а также затратам рабочего времени обслуживающего персонала;

- в-четвертых, регулирование обслуживающим персоналом натяжения гибкого звена происходит при расположении противовеса на технологических упорах с возможностью последующего подъема противовеса для снятия с упоров, что приводит к чрезмерному натяжению одного участка гибкого звена при недостаточном натяжении другого и является причиной его преждевременного выхода из строя.

Техническими задачами изобретения являются увеличение срока службы гибкого звена и привода в целом, а также уменьшение динамических нагрузок на скважинное оборудование установки скважинного штангового насоса, сокращение трудоемкости и затрат на обслуживание привода за счет исключения работ по регулированию натяжения гибкого звена преобразующего механизма обслуживающим персоналом и автоматического поддержания его постоянного натяжения.

Поставленные технические задачи решаются приводом скважинного штангового насоса, содержащим установленные на основании на раме с корпусом двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг, причем оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости, а верхний (ведомый) шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса с осью шкива, установленного на продольных салазках корпуса и соединенного с толкателем.

Новым является то, что толкатель натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень, подвижная часть которого подпирает корпус верхнего шкива, натяжной механизм выполнен в виде гидравлического плунжерного или поршневого насоса, сообщенного через нагнетательный клапан с полостью цилиндра толкателя, который сообщен через регулирующее устройство с питательной емкостью, сообщенной через всасывающий клапан с насосом, подвижная часть которого для возвратно-поступательного перемещения соединена с кривошипно-шатунным механизмом, вращающая часть которого осью соединена с неподвижным элементом корпуса привода и выполнена с возможностью взаимодействия с подвижным элементом привода для вращения и перемещения подвижной части толкателя вверх при ослаблении натяжения непрерывного гибкого звена ниже выбранной величины усилия натяжения.

На фиг. 1 схематично изображен привод скважинного штангового насоса, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид А по фиг. 1; на фиг. 3 - схема натяжного механизма привода.

Привод скважинного штангового насоса содержит установленные на основании 1 (фиг. 1) на раме 2 с корпусом 3 двигатель 4, редуктор 5, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий 6 (фиг. 2) и ведомый 7 шкивы, например звездочки или зубчатые шкивы, или т.п., охваченные непрерывным гибким звеном 8, например цепью или зубчатым ремнем, или т.п., связанным с кареткой 9, соединенной с противовесом 10, установленным в направляющих 11 корпуса 3 (фиг. 1) и связанным через гибкое звено 12, например транспортерную ленту или канат, или т.п., с узлом подвески штанг 13, причем ось 14 преобразующего механизма, ось 15 противовеса 10 и ось 16 гибкого звена 12 находятся вблизи одной вертикальной плоскости 17, а верхний (ведомый) шкив 7 (фиг. 2) установлен в корпусе 3 (фиг. 1) с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси 14 преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена 8 (фиг. 3) при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса 18 с осью 19 шкива 7, установленного на продольных салазках 20 (фиг. 1) корпуса 3 и соединенного с толкателем 21 (фиг. 3). Толкатель 21 натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр 22-поршень 23, подвижная часть которой подпирает корпус 18 верхнего шкива 7. Подвижной частью толкателя 21 может быть или цилиндр 22, или поршень 23. Натяжной механизм выполнен в виде гидравлического плунжерного или поршневого насоса 24, сообщенного через нагнетательный клапан 25 с полостью 26 цилиндра 22 толкателя 21, которая сообщена через регулирующее устройство 27, например регулирующий дроссель или штуцерную задвижку револьверного типа или другое устройство для регулирования давления, с питательной емкостью 28, сообщенной через всасывающий клапан 29 с насосом 24, подвижная часть, цилиндр 30 или плунжер (поршень) 31, которого для возвратно-поступательного перемещения соединена с кривошипно-шатунным механизмом 32, вращающая часть 33, например колесо, звездочка или т.п., которого осью 34 соединена с неподвижным элементом корпуса 3 (фиг. 1) привода и выполнена с возможностью взаимодействия с подвижным элементом, например противовесом 10 (фиг. 3), гибким звеном 8 или другим элементом, привода для вращения вращающейся части 33 и перемещения подвижной части, цилиндра 22 или поршня 23, толкателя 21 вверх при ослаблении натяжения непрерывного гибкого звена 8 ниже выбранной величины усилия натяжения. Все элементы натяжного механизма могут быть скомпонованы по отдельности, как изображено на фиг. 3, или в одном корпусе, или толкатель 21, насос 24 с регулирующим устройством 27 и обратными клапанами 25 и 29 в одном корпусе с отдельно расположенной емкостью 28, присоединенной с толкателем 21 и насосом 24 трубопроводами, или другим образом.

Насос 24 может быть расположен горизонтально, как на фиг. 3, или под углом (на фигурах не показаны) к взаимодействующей с подвижной частью 33 кривошипно-шатунного механизма 32 поверхности подвижного элемента привода.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Возле устья скважины устанавливается основание 1 (фиг. 1) привода. Основание 1 может быть в виде фундаментной плиты в случае стационарного размещения привода или саней (на фигурах не показаны) - в случае передвижного (мобильного) варианта привода. На основании 1 монтируется привод в сборе. Колонна штанг установки скважинного штангового насоса (на фигурах не показана) подвешивается на узел подвески штанг 13 привода.

После включения двигателя 4 (фиг. 1) вращение через редуктор 5 и ведущий шкив 6 (фиг. 2) преобразующего механизма передается на непрерывное замкнутое гибкое звено 8. Допустим, гибкое звено 8 двигается против часовой стрелки. Связанная с гибким звеном 8 каретка 9, соединенная с противовесом 10, оснащенным колесами 35, движется вниз по направляющим 11 корпуса 3 (фиг. 1), а связанный с противовесом 10 (фиг. 2) через гибкое звено 12 (фиг. 1) узел подвески штанг 13 поднимается вверх, соответственно поднимая колонну штанг с плунжером скважинного штангового насоса (на фигурах не показаны). При достижении кареткой 9 (фиг. 2) преобразующего механизма крайнего нижнего положения происходит переход с хода вниз противовеса 10 на ход вверх за счет перехода каретки 9, оснащенной колесами 36, по направляющим 37 с одной ветви гибкого звена 8 на другую - происходит преобразование вращательного движения ведущего шкива 6 в возвратно-поступательное противовеса 10. Соответственно при этом происходит изменение направления движения узла подвески штанг 13 (фиг. 1) с хода вверх на ход вниз. То же самое происходит при переходе каретки 9 (фиг. 2) через крайнее верхнее положение - только с хода вниз на ход вверх узла подвески штанг 13 (фиг. 1).

Для снижения нагрузок на элементы преобразующего механизма, в частности на гибкое звено 8 (фиг. 2), оси 14 (фиг. 1) преобразующего механизма, 15 противовеса 10 и 16 гибкого звена 12 расположены вблизи одной вертикальной плоскости 17.

Рама 2 (фиг. 1) может быть жестко присоединена к корпусу 3 или может регулироваться (на фигурах не показано) относительно корпуса 3 в зависимости от требований технологичности сборки привода.

Во время эксплуатации привода гибкое звено 8 (фиг. 2) под действием циклической нагрузки и вследствие износа будет удлиняться, поэтому в конструкции привода для исключения влияния человеческого фактора и поддержания постоянного натяжения гибкого звена 8 предусмотрен механизм автоматического натяжения гибкого звена 8 путем перемещения верхнего (ведомого) шкива 7 вдоль оси 14 (фиг. 1) преобразующего механизма с помощью натяжного механизма по мере ослабления гибкого звена 8 (фиг. 2) на величину ослабления.

Принцип работы натяжного механизма заключается в следующем. Когда каретка 9 (фиг. 2) переходит через крайнее нижнее положение, происходит натяжение всего гибкого звена 8, т.е. гибкое звено 8 полностью равномерно нагружается тяговым усилием от нижнего (ведущего) шкива 6. По мере хода каретки 9 с противовесом 10 вверх нагруженный участок гибкого звена 8 уменьшается от максимальной, полной длины замкнутого гибкого звена 8, после перехода каретки 9 через крайнее нижнее положение, до минимальной длины при подходе каретки 9 к крайнему нижнему положению после хода вниз, следующем за ходом вверх каретки 9 с противовесом 10. Ненагруженный участок гибкого звена 8 расслаблен. Во время нахождения каретки 9 с противовесом 10 на прямолинейном участке хода вниз происходит ослабление большего участка гибкого звена 8. Натяжение в этом участке будет более эффективным, чем в остальных положениях каретки 9 с противовесом 10, так как на верхний шкив 7 действует разная нагрузка при ходе вверх и ходе вниз противовеса 10, отличающаяся величиной силы, действующей от веса противовеса 10, т.е. при ходе вниз на узел верхнего шкива 7 нагрузка от веса противовеса 10 не действует. Для примера, на приводе скважинного штангового насоса ПЦ 60-3-0,5/2,5 производства Бугульминского механического завода при ходе вверх противовеса привода нагрузка на натяжной механизм будет порядка 76500 Н, а при ходе вниз - 3950 Н. Натяжной механизм работает именно в этом участке хода вниз противовеса 10. При срабатывании в других положениях противовеса 10 потребовалось бы существенно большее усилие на толкателе 21 натяжного механизма, что привело бы к чрезмерному натяжению гибкого звена 8 на прямолинейном участке хода вниз противовеса 10.

Натяжной механизм позволяет регулировать усилие натяжения гибкого звена 8 в широких пределах, поэтому для его срабатывания именно на прямолинейном участке хода вниз противовеса 10 (фиг. 3) требуется предварительная регулировка усилия натяжения гибкого звена 8 толкателем 21 натяжного механизма. Регулировка производится на заводе-изготовителе при сборке привода или на месте эксплуатации после замены гибкого звена 8 или шкивов 6 и 7, и может, при необходимости, корректироваться. Усилие на подвижной части 23 толкателя 21 должно быть достаточным для поднятия суммарного веса подвижного корпуса 18 с осью 19 верхнего шкива 7, расслабленной части гибкого звена 8, а также для преодоления потерь на трение в узлах натяжного механизма и в салазках 20 (фиг. 1). Для приведенного в качестве примера привода ПЦ 60-3-0,5/2,5 суммарный вес составляет порядка 3950 Н. Регулировка натяжного механизма производится устройством 27 (фиг.3) за счет регулирования объема сбрасываемой в питательную емкость 28 жидкости. Предварительная регулировка натяжного механизма производится однократно и этой регулировки достаточно для работы натяжного механизма в течение всего срока службы гибкого звена 8.

Процесс регулировки происходит следующим образом. При сборке привода натяжку гибкого звена 8 производят при закрытом регулировочном устройстве 27, вращая вращающуюся часть 33 кривошипно-шатунного механизма 32 вручную или от отдельного привода (на фигурах не показан), или с помощью отдельного насоса (на фигурах не показан), приводимого от обслуживающей машины, присоединенного к запорному устройству 38, например задвижке, крану или другому запорному устройству, которым можно оснастить натяжной механизм, или другим способом до выбранной величины усилия натяжения при расположении противовеса 10 на специальных технологических упорах (на фигурах не показаны) на прямолинейном участке хода вниз. Величина усилия натяжения может быть выбрана визуально сравнением натяжения ветвей гибкого звена 8 или инструментально с помощью манометра 39, которым можно оснастить натяжной механизм, сообщающегося с полостью 26 цилиндра 22 толкателя 24 натяжного механизма, или датчиков усилия (на фигурах не показаны), установленных в гибком звене 8, или под подвижным корпусом 18, или в другом месте преобразующего механизма привода, или других приборов или инструментов. Устройство 27 регулируют в экспериментально найденное положение, соответствующее усилию на толкателе 21, достаточному для натяжения гибкого звена 8, отмеченное на корпусе устройства 27, например, краской, риской или другим способом. После подъема противовеса 10 ручным приводом (на фигурах не показан) для снятия технологических упоров и закрытия запорного устройства 38 при его наличии включают привод в работу.

Натяжной механизм может взаимодействовать (приводиться в работу) с различными подвижными элементами привода, например с противовесом 10 (фиг. 3), гибким звеном 8 или другим элементом для натяжения гибкого звена 8. В качестве примера конкретного выполнения опишем работу натяжного механизма, изображенного на фиг. 3. Возвратно-поступательное движение противовеса 10 приводит к контакту (касанию) боковой поверхности с колесом, выполняющим роль кривошипа, вращающейся части 33 кривошипно-шатунного механизма 32, который, вращаясь относительно неподвижной оси 34, через шатун 40 приводит в возвратно-поступательное перемещение плунжер (поршень) 31 насоса 24. При нахождении места соединения 41 шатуна 40 с колесом в дальней от насоса 24 половине окружности, образованной вращением места соединения 41 относительно неподвижной оси 34, происходит цикл всасывания, а при нахождении места соединения 41 в ближней половине - цикл нагнетания. За один двойной ход противовес 10 производит несколько циклов нагнетания и всасывания насоса 24, количество которых зависит от параметров кривошипно-шатунного механизма 32, подвижного элемента привода, в данном случае длины боковой поверхности противовеса 10 и др. причин. Во время цикла всасывания насоса 24 жидкость из питательной емкости 28 через обратный клапан 29 поступает в цилиндр 30 насоса 24. Во время цикла нагнетания насоса 24 жидкость, нагнетаемая насосом 24, поступает в линию нагнетания и при ослаблении натяжения гибкого звена 8, что происходит постоянно на незначительную величину, соответственно при снижении давления в толкателе 21, поступает в полость 26 толкателя 24 через обратный клапан 25 до достижения необходимого давления, соответствующего выбранному усилию натяжения гибкого звена 8, и через регулировочное устройство 27 в питательную емкость 28. Объем сбрасываемой жидкости зависит от параметров насоса 24, зазора в регулировочном устройстве 27 и величины снижения давления в толкателе 21. Параметры (диаметр плунжера 31 и ход подвижной части) насоса 24 должны быть подобраны так, чтобы как можно меньше жидкости сбрасывалось в емкость 28 с целью повышения КПД натяжного механизма, уменьшения нагрева жидкости и др. Циклы повторяются, пока колесо кривошипно-шатунного механизма 32 не выйдет из контакта с боковой поверхностью противовеса 10. За счет постоянной работы насоса 24 обеспечивается постоянство давления в толкателе 21 и соответственно постоянство натяжения гибкого звена 8. При нахождении каретки 9 с противовесом 10 в остальных участках гибкое звено 8 натягиваться не будет - усилия натяжения толкателя 21 будет недостаточно.

Натяжной механизм работает только на натяжение гибкого звена 8. При ходе вверх противовеса 10 нагрузка на натяжной механизм, как было сказано выше, существенно возрастает, соответственно возрастает давление в полости 26 толкателя 21, поэтому для исключения обратного хода подвижной части толкателя 21 под действием веса противовеса 10, как следствие ослабления гибкого звена 8, возможного при вибрациях в приводе, в конструкции натяжного механизма предусмотрен обратный клапан 25, причем толкатель 21, обратный клапан 25 и регулировочное устройство 27 рассчитаны на дополнительное давление от веса противовеса 10.

Усилие натяжения толкателя 21 (фиг. 2) может быть скорректировано с целью максимального приближения к выбранной величине усилия натяжения гибкого звена 8. Возможны несколько равнозначных методик определения усилия натяжения гибкого звена 8. Например, проверкой величины провиса гибкого звена 8 при остановленном приводе в положении каретки 9 с противовесом 10 на прямолинейном участке хода вниз или по показаниям съемного или стационарного манометра 39 (фиг. 3), которым может быть оснащен натяжной механизм, сообщающегося с полостью цилиндра 22 толкателя 21, на работающем приводе или другими методами. В качестве примера представим методику корректировки с помощью манометра 39. После начала работы привода с предлагаемым натяжным механизмом показания манометра 39 будут изменяться в диапазоне 0,5-9,7 МПа для натяжного механизма с диаметром поршня толкателя, равным 100 мм. При корректировке принципиально нижнее значение манометра 39, показывающее то давление в толкателе 21, которое достаточно для работы натяжного механизма. Если нижнее значение показания манометра 40 будет ниже значения 0,5 МПа, то усилия натяжения толкателя 21 недостаточно и гибкое звено 8 не натянуто, если больше, то усилие натяжения толкателя 21 больше требуемого - гибкое звено 8 перетянуто. Усилие натяжения корректируется вручную регулировкой устройства 27. Также натяжной механизм может автоматически поддерживать требуемое усилие натяжения гибкого звена 8 при оснащении последнего датчиками усилия (на фигурах не показаны), по показаниям которых будет автоматически настраиваться регулировочное устройство 27, оснащенное собственным приводом (на фигурах не показан), что актуально при резких и частых изменениях условий эксплуатации, например температуры, давления и других параметров, влияющих на работу гидравлической системы натяжного механизма.

Салазки 20 позволяют корпусу 18 (фиг. 3) натяжного механизма перемещаться только вдоль оси 14 (фиг. 1) преобразующего механизма.

Ход подвижного корпуса 18 (фиг. 3) ограничен и выбирается исходя из необходимого и достаточного диапазона регулирования натяжения гибкого звена 8, определяемого на основании условий и опыта эксплуатации примененного в приводе гибкого звена 8. Предлагаемый натяжной механизм позволяет настроить ход подвижного корпуса 18 на весь срок службы гибкого звена 8. Например, в случае применения в качестве гибкого звена 8 цепи предел удлинения, соответственно и срок службы цепи, равен двум шагам, что для приведенного в качестве примера привода ПЦ 60-3-0,5/2,5 с цепью 2ПР-50,8-453,6 соответствует пределу удлинения 101,6 мм, после исчерпания которого необходимо произвести ремонт или замену цепи. Такому удлинению цепи соответствует ход подвижного корпуса 18 (фиг. 3) вдоль оси 14 (фиг. 1) преобразующего механизма, равный 50,8 мм при длине хода привода 3 м и делительном диаметре звездочек 6 и 7 (фиг. 2), равном 244,33 мм.

Предложенное техническое решение позволяет автоматически, без участия обслуживающего персонала и остановки привода, поддерживать непрерывное гибкое звено 8 преобразующего механизма привода в оптимальном состоянии - без провисания и перетяжки, поэтому сократятся трудоемкость и затраты на обслуживание привода.

Если гибкое звено 8 растянуто (в приводе без натяжного механизма), то в момент перехода каретки 9 через крайнее нижнее положение (ведущий шкив 6 вращается с постоянной скоростью) происходит натяжение расслабленного ненагруженного участка замкнутого гибкого звена 8 за счет вращения ведомого шкива 7 с осью 19 в корпусе 18, сопровождаемое замедлением каретки 9, двигающейся по инерции, и последующим ударом, приводящим к дополнительным ударным нагрузкам в работе привода и установки скважинного штангового насоса в целом, в разы превосходящим расчетные динамические нагрузки. Величина удара зависит от провиса гибкого звена 8 - чем больше провис, тем сильнее удар. Автоматическое поддержание постоянного натяжения гибкого звена 8 в предлагаемой конструкции позволит избежать лишних нагрузок, что увеличит срок службы гибкого звена 8 и привода в целом, а также уменьшит ударные нагрузки на скважинное оборудование установки скважинного штангового насоса.

Для снятия гибкого звена 8 со шкивов 6 и 7, например, с целью его замены или для замены шкивов 6 и/или 7, или для других целей, необходимо при остановленном приводе отключить натяжной механизм. Для этого натяжной механизм привода может быть оснащен запорным устройством 38, например задвижкой или краном, или другим запорным устройством, при открытии которого жидкость из полости 26 цилиндра 22 толкателя 21 перетечет в питательную емкость 28 или в емкость обслуживающей машины (на фигурах не показана), или в другую герметичную емкость. При этом подвижная часть 23 толкателя 21, соответственно и подвижный корпус 18 привода с осью 19 и шкивом 7, опустятся вниз, ослабив гибкое звено 8.

Предлагаемое устройство аналогично работает при расположении натяжного механизма над верхним (ведомым) шкивом 7 (фиг. 2).

Благодаря использованию предлагаемого устройства увеличивается срок службы гибкого звена и привода в целом, а также уменьшаются динамические нагрузки на скважинное оборудование установки штангового скважинного насоса, сокращаются трудоемкость и затраты на обслуживание привода за счет исключения работ по регулированию натяжения гибкого звена преобразующего механизма обслуживающим персоналом и автоматического поддержания его постоянного натяжения.

Привод скважинного штангового насоса, содержащий установленные на основании на раме с корпусом двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг, причем оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости, а верхний ведомый шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса с осью шкива, установленного на продольных салазках корпуса привода и соединенного с толкателем, отличающийся тем, что толкатель натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень, подвижная часть которого подпирает корпус верхнего шкива, натяжной механизм выполнен в виде гидравлического плунжерного или поршневого насоса, сообщенного через нагнетательный клапан с полостью цилиндра толкателя, который сообщен через регулирующее устройство с питательной емкостью, сообщенной через всасывающий клапан с насосом, подвижная часть которого для возвратно-поступательного перемещения соединена с кривошипно-шатунным механизмом, вращающая часть которого осью соединена с неподвижным элементом корпуса привода и выполнена с возможностью взаимодействия с подвижным элементом привода для вращения и перемещения подвижной части толкателя вверх при ослаблении натяжения непрерывного гибкого звена ниже выбранной величины усилия натяжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти, позволяет осуществлять добычу из фонда скважин, осложненных вязкостью и механическими примесями. Насосная установка содержит колонны насосных труб и штанг, замковую опору, цилиндр с установленными одна над другой ступенями разного диаметра.

Изобретение относится к устройству для стопорения трансмиссии погружного глубинного насоса для скважин от нежелательного вращения. Раскрыт стопор обратного вращения для погружного насоса для скважин, причем стопор обратного вращения расположен в приводной головке.

Изобретение относится к области добычи нефти с помощью скважинных нефтяных насосов. В гидравлической системе, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, содержится двунаправленный поршневой насос переменного объема, участок обнаружения выпускной скорости, участок обнаружения выпускного давления и пропорциональный соленоидный управляющий клапан.

Изобретение относится к средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом.

Изобретение относится к средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное.

Изобретение относится к средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное.

Изобретение относится к скважинным насосным установкам со штанговыми приводами для подъема жидкости из скважин, особенно из сильно искривленных, с высоковязкими нефтями, с большим содержанием твердых частиц и с большим газовым фактором.

Изобретение относится к области эксплуатации станков-качалок, расположенных на небольших расстояниях. Между приводным двигателем и станками-качалками установлены центральная муфта включения, многоступенчатый центральный редуктор, угловые зубчатые редукторы, боковые муфты включения и карданные передачи.

Изобретение относится к скважинным штанговым насосным установкам. Скважинная штанговая насосная установка состоит из неподвижной гибкой длинномерной трубы, внутри которой размещена подвижная гибкая длинномерная штанга, один конец которой соединен с силовым приводом на поверхности, а второй - с рабочим органом погружного плунжерного или винтового насоса.

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано для добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Привод насоса содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное.

Изобретение относится к скважинным штанговым насосным установкам. Установка включает колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик и штанговый насос с боковым отверстием в цилиндре, делящим этот цилиндр на две части, пропорциональные производительностям соответствующих пластов, размещенным в кожухе над двухканальным корпусом, в одном из каналов которого размещен дополнительный всасывающий клапан с выходом в зазор между кожухом и цилиндром, а второй канал сообщен с входом штангового насоса, входы первого и второго каналов сообщены с надпакерным пространством скважины и хвостовиком или наоборот. Согласно изобретению штанговый насос выполнен вставным с удлиненным нижним манжетным креплением и якорным башмаком, сообщенным с выходом двухканального переходника. Зазор между цилиндром и кожухом над боковым отверстием цилиндра герметизирован уплотнительной катушкой с манжетами и запорным элементом, которая верхним концом соединена с подгоночным патрубком, оборудованном на стыке с колонной лифтовых труб перевернутым якорным башмаком механического крепления вставного насоса, а верхняя часть цилиндра снабжена перевернутым замком соответствующего верхнего механического крепления. Причем верхняя поверхность уплотнительного кольца якорного башмака располагается ниже торца пружины перевернутого замка на расстоянии, равном от бокового отверстия цилиндра до середины запорного элемента уплотнительной катушки. Технический результат заключается в сокращении объема производимых работ на скважине при определении дебита и обводненности каждого эксплуатируемого пласта. 4 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для обеспечения оптимальных параметров работы скважинной штанговой насосной установки. Способ оптимизации параметров привода штангового насоса, состоящего из балансира, головки балансира, стойки, шатуна, кривошипа, редуктора, приводного двигателя, тормоза и противовесов, заключается в увеличении длины хода полированного штока, осуществляемом изменением радиуса кривошипа, путем перестановки шатуна в отверстиях кривошипа. Перед перестановкой шатуна производится переподгонка полированного штока на 10 см вверх, снятие динамограммы и проработка плунжером внутренней поверхности цилиндра. В случае нормальной работы насоса производится дальнейшее поэтапное исследование всего необходимого интервала для увеличения длины хода полированного штока или возвращение полированного штока в первоначальное положение в случае подклинивания плунжера в цилиндре. Обеспечиваются оптимальные параметры работы и предотвращается выход из строя установки при увеличении длины хода штока. 1 ил.

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Привод содержит установленные на основании на раме с корпусом двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное. Включает ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг. Оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости. Верхний шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса с осью шкива, установленного на продольных салазках корпуса привода и соединенного с толкателем. Толкатель натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень, подвижная часть которого подпирает корпус верхнего шкива. Натяжной механизм выполнен в виде гидравлического плунжерного или поршневого насоса, сообщенного через нагнетательный клапан с цилиндром толкателя. Подвижная часть насоса снабжена грузом, подобранным с возможностью перемещения и соответственно перемещения подвижной части толкателя при ослаблении натяжения непрерывного гибкого звена ниже выбранной величины усилия натяжения. Исключается периодическое обслуживание натяжного механизма и обеспечивается постоянство усилия натяжения. 3 ил.

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов. Установка включает колонну лифтовых труб, верхний и нижний пакеры, установленные над соответствующими пластами, хвостовик с каналами, колонну штанг и штанговый насос с дополнительным всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра, полым корпусом с боковым отверстием, сообщенным с межтрубным пространством, основным всасывающим клапаном в нижней части и разделительным поршнем, размещенным ниже отверстия для дополнительного всасывающего клапана в цилиндре с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх под воздействием плунжера, дополнительный нагнетательный клапан, пропускающий из полости корпуса через боковое отверстие в межтрубное пространство. Основной и дополнительный всасывающие клапаны сообщены каналами, размещенными в хвостовике, с одним из пластов, не сообщенным с другим каналом, а полость плунжера сообщена с лифтовыми трубами. Дополнительный всасывающий клапан сообщен с отверстием в цилиндре кольцевым пространством, образованным кожухом, охватывающим снаружи нижнюю часть цилиндра с отверстием и корпус, который снабжен снизу, ниже бокового отверстия, дополнительным цилиндром. Разделительный поршень оснащен дополнительным поршнем под дополнительный цилиндр и внутренним каналом, сообщающим подпоршневое пространство дополнительного цилиндра с внутренней полостью корпуса. Дополнительный нагнетательный клапан установлен во внутреннем канале разделительного поршня. Технический результат заключается в повышении эффективности одновременно-раздельной эксплуатации скважин с малым диаметром. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти, в частности к нефтеперекачивающей машине с шестерней, перемещающейся возвратно-поступательно по зубчатой рейке. Содержит основание (1), корпус (2), передвижные краны (3, 4), стальной трос (5), двигатель (6), редуктор (8), шестерню (9) и зубчатую рейку (11). На внутренних сторонах передней части корпуса (2) закреплена опора (12) зубчатой рейки, на которой закреплена зубчатая рейка (11). Верхняя и нижняя части указанной опоры (12) представляют собой полукруглые рельсы (13), а средняя часть содержит рельсы (14), расположенные на расстоянии друг от друга. Две внутренние стороны корпуса (2) представляют собой ходовые рельсы для устройства (15) возвратно-поступательного движения. На каждом из четырех углов устройства (15) возвратно-поступательного движения установлены колесо (17) горизонтального выравнивания и колесо (18) продольного выравнивания, соединенные с маятниковым устройством (16) через маятниковое кольцо (20). В нижней части маятникового устройства (16) установлен редуктор (8), а на двухэтажной платформе (21) этого устройства установлены двигатель (6) и блок (7) угловой передачи. На валу блока (7) угловой передачи и на валу редуктора (8) установлено по цепному колесу. Стальной трос проходит через заднюю часть передвижных кранов (3, 4) и соединяется с коробкой (24) противовеса. Машина имеет новую конструкцию, надежна в работе и позволяет уменьшить стоимость оборудования. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Длинноходовой станок-качалка предназначен для привода скважинного штангового насоса. Станок-качалка включает одноплечий балансир, головку балансира, закрепленную на поворотном рычаге-основании, одна из осей которого установлена в подшипниковых опорах на конце балансира. Консольные концы другой оси связаны с помощью двух поводков с шарнирами на концах с консольными концами неподвижной оси, установленной на стойке балансира. Содержит шатун, два кривошипа с противовесами и привод, состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи и редуктора, на ведомом валу которого установлены кривошипы. Качательное движение вверх от крайнего нижнего горизонтального положения и вниз, сообщаемое кривошипами и шатуном балансиру, дополняется поворотом головки в том же направлении. Ход канатной подвески суммируется из подъема (опускания) оси совместного поворота рычага-основания и головки балансира и наматывания (сматывания) канатов подвески на головке. Постоянство вылета канатов подвески относительно оси качания балансира обеспечено переменным радиусом головки. Обеспечивается значительное уменьшение габаритов станка-качалки, снижается потребление электроэнергии, сведены к минимуму инерционные нагрузки на штанги и опасность обрыва штанг, повышается надежность и работоспособность, обеспечена возможность увеличения частоты ходов и производительности насосной установки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Безбалансирный станок-качалка содержит стойку-опору, вдоль которой установлены винт ходовой и электропривод. На винте ходовом установлена с возможностью продольного перемещения и вращения гайка. В верхней части стойки-опоры установлены с возможностью вращения ролики, охватываемые гибкими связями-канатами. Один из концов каждой связи прикреплен к траверсе, а другой прикреплен к соответствующему противовесу. Противовесы связаны с гайкой и имеют возможность совершать согласованное возвратно-поступательное движение вдоль стойки-опоры, при этом винт ходовой размещается между противовесами. Гайка содержит сквозное отверстие, перпендикулярное продольной оси винта ходового, в которое вставлены с возможностью поворота цилиндрические вкладыши с прямоугольными пазами, обращенными к винту ходовому. В пазах цилиндрических вкладышей размещены с возможностью вращения на осях ролики обкатные. Выступающие во внутреннюю полость гайки части роликов обкатных в своем поперечном сечении соответствуют форме ленточной нарезки - канавкам, по которым они обкатываются, обеспечивая возвратно-поступательное движение гайки относительно винта ходового. Повышается эксплуатационная надежность, снижается себестоимость привода и затраты на обслуживание. 3 ил.
Наверх