Безбалансирный привод скважинного штангового насоса


 


Владельцы патента RU 2619411:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти и может быть использовано для создания возвратно-поступательного движения скважинного штангового насоса. Безбалансирный привод скважинного штангового насоса содержит опорную раму, установленную на опорных плитах, электродвигатель, систему преобразования вращения в возвратно-поступательное движение и силовую цепь, соединяющую привод с насосом. Система преобразования вращения в возвратно-поступательное движение представляет собой винтовые передачи, выполненные в виде параллельно установленных вращающихся в противоположных направлениях винтов, снабженных гайками. К гайкам прикреплены ролики, между которыми пропущена силовая цепь. Винты с помощью зубчатой передачи соединены между собой и с приводным электродвигателем. Винтовые передачи выполнены в виде ролико-винтовых пар. Упрощается конструкция, повышается надежность, расширяется диапазон регулирования устройства. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти и может быть использовано для создания возвратно-поступательного движения скважинного штангового насоса.

Известен привод глубинного штангового насоса, содержащий электропривод, систему преобразования вращения в возвратно-поступательное движение, соединенную с насосом, маховичный аккумулятор для утилизации энергии при движении насоса вниз, гибкую связь, соединяющую все элементы привода с насосом, выполненную в виде цепной двойной передачи, снабженной механизмом реверса [пат. RU №2160852, кл. F04B 47/02, 2000 г., БИ №35].

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием двойной цепной передачи, механизма реверса, регулируемого электропривода, что снижает его надежность.

Наиболее близким к заявляемому по конструктивным параметрам и достигаемому результату является безбалансирный привод штангового глубинного насоса, содержащий раму, опирающуюся на опорные плиты, электропривод, соединенную с насосом систему преобразования вращения в возвратно-поступательное движение, маховичный аккумулятор для утилизации энергии при движении насоса вниз, цепную передачу (силовую цепь), соединяющую привод с насосом, причем система преобразования вращения в возвратно-поступательное движение выполнена в виде редуктора с двумя параллельными выходными валами, вращающимися в противоположных направлениях, на валах установлены роторы, каждый из которых содержит два свободно вращающихся вокруг своих осей ролика, расположенных симметрично относительно оси вращения роторов, цепная передача выполнена в виде отрезка цепи, один конец которой закреплен неподвижно, а свободный конец пропущен между роликами роторов и соединен с насосом [патент RU №2320894, кл. F04B 47/02, 2008 г.].

Недостатком данного устройства, принятого в качестве прототипа, является сложность конструкции преобразования вращения роторов в вертикальное перемещение насоса, что снижает его надежность, а также недостаточный диапазон регулирования режимов работы.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции, повышении надежности устройства и расширении диапазона регулирования.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения:

- упрощение конструкции и уменьшение габаритов за счет исключения некоторых конструктивных элементов, например, редуктора;

- использование винтового преобразования вращения в поступательное перемещение уменьшает количество элементов установки и упрощает обслуживание в процессе эксплуатации, что повышает надежность установки в целом;

- применение регулируемого электродвигателя расширяет диапазон изменения режимов работы привода.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном безбалансирном приводе скважинного штангового насоса, содержащем опорную раму, установленную на опорных плитах, электродвигатель, систему преобразования вращения в возвратно-поступательное движение, силовую цепь, соединяющую привод с насосом, особенность заключается в том, что система преобразования вращения в возвратно-поступательное движение представляет собой винтовые передачи, выполненные в виде параллельно установленных вращающихся в противоположных направлениях винтов, снабженных гайками, к гайкам прикреплены ролики, между которыми пропущена силовая цепь. Винты с помощью зубчатой передачи соединены между собой и с приводным электродвигателем. Винтовые передачи выполнены в виде ролико-винтовых пар.

На чертеже приведена кинематическая схема винтового привода скважинного штангового насоса.

Параллельно телескопической стойке 1 установлены вертикальные вращающиеся винты 2 и 3, соединенные между собой и с электродвигателем 6 зубчатыми колесами 4 и 5. На винтах 2 и 3 установлены гайки 7, на которых закреплены ролики 8. Между роликами 8 пропущена силовая цепь 9, опирающаяся на опорные звездочки 10 и 11.

Привод работает следующим образом.

После включения электродвигателя 6 вращение передается через зубчатые колеса 4 и 5 вертикальным винтам 2 и 3. При этом они начинают вращаться в противоположных направлениях, а их гайки 7 будут двигаться в разные стороны - одна вверх, другая вниз.

Вместе с ними движутся ролики 8 с пропущенной между ними цепью 9. В результате этих движений цепь 9 меняет свою форму, свободный конец ее, соединенный с полированным штоком, поднимается и поднимает груз Р (т.е. плунжер, штанги скважинного штангового насоса и столб скважинной жидкости). Когда гайки 7 доходят до своих крайних положений, датчик положения (не показан) подает сигнал электродвигателю 6, который выключается, а груз Р начинает опускаться под собственным весом (ролико-винтовые пары выбраны несамотормозящиеся). Когда цепь 9 займет положение параллельно прямой N-N, двигатель 6 включается и, поднимая груз Р, разводит гайки в противоположные положения до упора, после чего двигатель 6 выключается. За один полный ход гаек 7 от крайнего верхнего до крайнего нижнего положения груз Р поднимается два раза.

При максимальной нагрузке на подвесе 120 кН привод имеет мощность электродвигателя 7,5 кВт, высоту подъема штока насоса 1,5-3 м, регулируемое число двойных ходов от 0,5 до 8 мин-1. Без увеличения габаритов привода высоту подъема штока можно увеличить до 6 метров за счет доработки телескопической стойки 1 путем добавления выдвижных телескопических секций. Скорость спуска и подъема насоса регулируется скоростью вращения электродвигателя 6, который имеет частотное управление и может изменять скорость в широких пределах. Высота подъема насоса регулируется перестановкой датчиков рабочего хода командоаппарата. В качестве путевых датчиков применяются конечные выключатели взрывозащищенного типа.

По сравнению с устройствами аналогичного назначения, например балансирными станками-качалками, предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества:

- возможность непрерывной откачки нефти из малодебитных скважин;

- сокращение металлоемкости в 3,5 раза;

- уменьшение энергопотребления в 2 раза;

- возможность использования на слабых заболоченных грунтах;

- простота конструкции обеспечивает технологичность производства и снижает себестоимость изготовления привода.

Безбалансирный привод скважинного штангового насоса находит промышленное применение при добыче нефти и используется для создания возвратно-поступательного движения штангового насоса на многих нефтепромыслах России.

1. Безбалансирный привод скважинного штангового насоса, содержащий опорную раму, установленную на опорных плитах, электродвигатель, систему преобразования вращения в возвратно-поступательное движение, силовую цепь, соединяющую привод с насосом, отличающийся тем, что система преобразования вращения в возвратно-поступательное движение представляет собой винтовые передачи, выполненные в виде параллельно установленных вращающихся в противоположных направлениях винтов, снабженных гайками, к гайкам прикреплены ролики, между которыми пропущена силовая цепь.

2. Безбалансирный привод скважинного штангового насоса по п. 1, отличающийся тем, что винты с помощью зубчатой передачи соединены между собой и с приводным электродвигателем.

3. Безбалансирный привод скважинного штангового насоса по п. 1, отличающийся тем, что винтовые передачи выполнены в виде ролико-винтовых пар.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к насосным установкам для подъема жидкости из глубинных скважин. Привод включает основание со стойкой и механизм качания, содержащий балансир с поворотной головкой и траверсу.

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин при использовании в нефтедобывающей промышленности. Установка содержит силовой привод с тяговым органом, реверсивный приводной орган, две уравновешиваемые линии подъема жидкости разного веса, включающие соответствующие подвески, соединенные с реверсивным приводным органом посредством гибкого элемента, полированные штоки, штанговые колонны и насосы, размещенные в соответствующих изолированных друг от друга колоннах труб, спущенных в скважину.

Изобретение относится к устройствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Установка содержит две уравновешиваемые линии подъема жидкости разного веса, включающие соответствующие подвески, соединенные с реверсивным приводным органом посредством гибкого элемента, полированные штоки, штанговые колонны и насосы, размещенные в соответствующих изолированных друг от друга колоннах труб, спущенных в скважину.

Изобретение относится к оборудованию по добыче жидких полезных ископаемых. Установка содержит электродвигатель, соединенный клиноременной передачей с редуктором вертикального исполнения.

Изобретение относится к устройствам для подъема жидкости из скважин для использования в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное.

Изобретение относится к способам управления штанговым скважинным насосом, включающим контроль заполнения скважины по объему всасываемой насосом жидкости, которые основаны на измерении электрических параметров приводного асинхронного электродвигателя.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано при эксплуатации высокообводненных скважин. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности, обеспечение работоспособности установки при отборе скважинной продукции с высоким газовым фактором и увеличение добывных возможностей установки за счет упрощения насоса.

Изобретение относится к области скважинных насосных установок. Насосная установка имеет скважинный насос, расположенный в буровой скважине, и имеет двигатель на поверхности.

Изобретение относится к оборудованию для добычи и увеличения производства неочищенной нефти и газа. Оборудование содержит: соединительный блок, соединенный с главным поршневым штоком, при этом главный поршневой шток выполняет возвратно-поступательные движения внутри главного цилиндра; поршневой блок, соединенный с соединительным блоком, при этом поршневой блок движется в соединении с главным поршневым штоком, чтобы добывать дополнительное количество добываемых объектов; цилиндровый блок создает давление для поднятия добываемых объектов на земную поверхность, когда поршневой блок выполняет возвратно-поступательные движения внутри поршневого блока; и блок снабжения, управляющий процессом транспортировки добываемых объектов, поднимая добываемые объекты на земную поверхность, когда поршневой блок движется вверх, и транспортируя добываемые объекты к хранилищу, когда поршневой блок движется вниз.

Изобретение относится к устройствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано для добычи нефти. Установка содержит силовой привод с тяговым органом, реверсивный приводной орган, две уравновешиваемые линии подъема жидкости разного веса, включающие соответствующие подвески, соединенные с реверсивным приводным органом посредством гибкого элемента, полированные штоки, штанговые колонны и насосы, размещенные в изолированных друг от друга колоннах труб.

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти, для осуществления добычи нефти с высокой вязкостью и механическими примесями. Содержит колонны насосных труб и штанг, замковую опору, цилиндр с установленными одна над другой ступенями разного диаметра. На колонне насосных штанг подвешены два соединенных соосно между собой и подвижно расположенных внутри цилиндра полые плунжеры меньшего и большего диаметра. Всасывающий клапан установлен в плунжере большего диаметра, полость которого сообщается с полостью цилиндра с помощью отверстий. Груз соединен с нижним концом плунжера большего диаметра и имеет возможность движения через сквозной проход. Герметизирующие резиновые кольца установлены на нижнем конце цилиндра, верхняя часть которого снабжена тороидальными грузами, которые снабжены резиновыми уплотнительными кольцами. Над тороидальными грузами на наружной поверхности цилиндра размещены подпружиненные фиксаторы в форме равнобедренного треугольника, вершина которого направлена вверх. Обращенная в сторону цилиндра большего диаметра в осевом сечении секция грузов выполнена в форме усеченного конуса, с отверстием по центру. Под плунжером большего диаметра размещена тарельчатая пружина. Обеспечивается полноценная работоспособность насоса, путем повышения прижимающей силы тороидальных грузов. 2 ил.
Наверх