Безбалансирный привод штангового глубинного насоса

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования. Безбалансирный привод содержит подъемный модуль, выполненный с возможностью установки на устьевую арматуру и состоящий из трех труб, связанных укосинами. Через верхний и нижний шкив проходит тяговый канат, связанный с одной стороны через штанговращатель с полированным штоком, а с другой стороны - с одним плечом кривошипа. На другом плече кривошипа установлен по меньшей мере один противовес. Тяговый канат проложен от подъемного модуля до кривошипа через по меньшей мере одну упорную трубу. Упрощается конструкция, уменьшается металлоемкость. Исключается необходимость фундамента, упрощается монтаж и обслуживание, снижаются эксплуатационные трудозатраты. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования, в частности к безбалансирному приводу штангового глубинного насоса (ШГН), и предназначено для применения при эксплуатации кустовых скважин ШГН.

В настоящее время плунжера штанговых глубинных насосов приводятся в движение с помощью приводов разного типа (станки качалки, цепные привода и т.д.). Все они имеют существенные недостатки, в основном большая металлоемкость, высокая стоимость и большие эксплуатационные затраты, устанавливаются на отдельном фундаменте и работают по принципу грузоподъемного механизма.

Из уровня техники известен групповой привод штанговых насосов, включающий двигатель, редуктор с кривошипом и противовесом, стойки с направляющими шкивами и канатные подвески с узлами крепления, узлы крепления канатных подвесок установлены непосредственно на кривошипе на общем пальце по автономной схеме с возможностью вращения вокруг собственных осей (RU 2118709, 10.09.1998).

Техническая проблема, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в расширении арсенала технических средств групповых приводов ШГН и создании безбалансирного привода ШГН, параметры, характеристики которого обеспечивают улучшение технологии при эксплуатации, снижение металлоемкости, высокой стоимости и больших эксплуатационных затрат.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в простоте конструкции, малой металлоемкости, в исключении необходимости фундамента при сохранении возможности использования как группового привода, в упрощении монтажа и обслуживания и в снижении эксплуатационных трудозатрат.

Указанный технический результат достигается в безбалансирном приводе ШГН, содержащем подъемный модуль, выполненный с возможностью установки на устьевую арматуру и состоящий из трех труб, связанных укосинами, и верхнего и нижнего шкива, через которые проходит тяговый канат, связанный с одной стороны через штанговращатель с полированным штоком, а с другой стороны - с одним плечом кривошипа, на другом плече кривошипа установлен по меньшей мере один противовес, при этом тяговый канат проложен от подъемного модуля до кривошипа через по меньшей мере одну упорную трубу.

Между упорными трубами может быть расположен канатный блок.

Предлагаемая схема привода ШГН очень проста и основана на способности металлоконструкций выдерживать большие сжимающие и растягивающие нагрузки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема безбалансированого привода ШГН; на фиг. 2 - подъемный модуль (вышка устьевая), вид сбоку; на фиг. 3 - подъемный модуль (вышка устьевая), вид с торца; на фиг. 4 - подъемный модуль (вышка устьевая), вид снизу; на фиг. 5 - подъемный модуль (вышка устьевая), вид сверху.

Принятые обозначения:

1 - противовес (уравновешивающий груз)

2 - кривошип

3 - тяговый канат (стальной)

4 - упорная труба

5 - канатный блок

6 - подъемный модуль (блок)

7 - скважина

8 - полированный шток

9 - труба (стержневой элемент)

10 - укосина (раскос фермы)

11 - опорная рама

12 - фланец устьевой арматуры

13 - стойка нижнего шкива (обводного блока) тягового (грузового) каната

14 - ребро жесткости стойки нижнего шкива тягового каната

15 - направляющая тягового каната

16 - крепежный элемент стойки верхнего шкива (обводного блока) к подъемному модулю

17 - стойка верхнего шкива тягового каната

18 - ребро жесткости стойки верхнего шкива тягового каната

19 - верхний шкив

20 - нижний шкив.

Безбалансирный привод штангового глубинного насоса содержит подъемный модуль 6, тяговый канат 3, связанный с одной стороны через штанговращатель с полированным штоком 8, а с другой - с одним плечом кривошипа 2, при этом на другом плече кривошипа 2 установлен один и более противовесов 1.

Подъемный модуль 6 установлен на фланец устьевой арматуры 12 и состоит из опорной рамы 11, на которой закреплены с образованием вышки три трубы 9, связанные между собой укосинами 10, и верхнего 19 и нижнего 20 шкива, через которые проходит тяговый канат 3. Нижний шкив 20 расположен на стойке 13, прикрепленной к одной из труб 9 и имеющей ребро жесткости 14 и направляющую 15 тягового каната 3. Верхний шкив 19 через крепежный элемент 16 прикреплен к стойке 17, установленной вверху подъемного модуля 6 и имеющей ребро жесткости 18.

Тяговый канат 3 проложен от подъемного модуля 6 до кривошипа 2 на станке-качалке через одну и более упорную трубу 4 («трос в трубе» наподобие боуден-трос), размещенную на поверхности грунта/фундамента и т.п. Между упорными трубами 4 расположен канатный блок 5.

Непосредственно на устьевую арматуру (на планшайбу) устанавливается подъемный модуль (своего рода тренога), сваренный из труб, нижние торцы которых упираются на фланец устьевой арматуры по краям, а подвеска штанг висит в центре круга, получается очень устойчивая конструкция, чем больше нагрузка, тем устойчивее.

Полированный шток через штанговращатель соединяется с тяговым канатом, который через верхний и нижние шкивы, проходя внутри упорных труб через подшипник, соединяется с одним плечом кривошипа, на другом плече кривошипа устанавливаются противовесы. Привод ШГН используется как силовой агрегат, источник поступательного движения, оттуда методом «трос в трубе» движение передается к подъемному модулю, установленному непосредственно на устьевой арматуре (на планшайбе).

Заявленная конструкция/схема безбалансирного привода ШГН заключается в том, чтобы наступить (упереться) на планшайбу и тянуть на себя подвеску штанг по принципу ручного насоса.

Таким образом происходит уравновешивание всего механизма безбалансирного привода ШГН, в котором вместо противовесов используется вес колонны штанг соседней скважины при методе кустового бурения, с помощью такой схемы можно привести в движение плунжера нескольких скважин, число качаний для насосов будет одинаковым, можно изменять длину хода плунжера методом полиспаста и длины плеча рычага.

Для создания данной конструкции потребуется минимум затрат, получим экономию электроэнергии, стоимости самого привода ШГН, не требуются затраты на фундамент и т.д.

Преимущества данного привода ШГН:

- простота конструкции,

- малая металлоемкость,

- отсутствует необходимость в фундаменте,

- малые эксплуатационные затраты,

- возможность использования как групповой привод,

- малая стоимость монтажа.

1. Безбалансирный привод штангового глубинного насоса, характеризующийся тем, что содержит подъемный модуль, выполненный с возможностью установки на устьевую арматуру и состоящий из трех труб, связанных укосинами, и верхнего и нижнего шкива, через которые проходит тяговый канат, связанный с одной стороны через штанговращатель с полированным штоком, а с другой стороны - с одним плечом кривошипа, на другом плече кривошипа установлен по меньшей мере один противовес, при этом тяговый канат проложен от подъемного модуля до кривошипа через по меньшей мере одну упорную трубу.

2. Привод по п. 1, характеризующийся тем, что между упорными трубами расположен канатный блок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобыче для использования при оценке технического состояния насосного оборудования в условиях эксплуатации скважин. Устройство включает магнитную метку, установленную на кривошипе, и уловитель сигнала, закрепленный на раме на кронштейне.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности для использования при эксплуатации добывающих скважин. Установка включает штанговый насос, содержащий цилиндр, приемный клапан, плунжер с управляемым нагнетательным клапаном, присоединенный к колонне насосных штанг с центраторами, и перепускное устройство.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к системам диагностики скважинных штанговых насосных установок. Сущность изобретения состоит в том, что сравнивают эталонное значение среднеквадратического отклонения полной мощности и значение среднеквадратического отклонения полной мощности, определенное из произведения действующих значений тока и напряжения, вычисленных с учетом условия минимального или максимального смещения штока от точки подвеса и условия не равенства нулю производной значения давления, вычисленных по значениям перемещения штока и давления.

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.

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.

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 скважинным насосным установкам. Установка с противовесом содержит два или более реверсивных двигателей, каждый из которых непосредственно и функционально соединен с выполненным в возможностью вращения компонентом привода, смонтированным на опорной конструкции, расположенной над оборудованием устья скважины. Для каждого двигателя удлиненный гибкий приводной элемент охватывает взаимодействующий с ним, выполненный с возможностью вращения компонент привода. Один конец гибкого приводного элемента соединен с противовесом в сборе. Другой конец соединен с колонной насосных штанг, взаимодействующей с оборудованием устья скважины. Приведение в действие двигателей вызывает вращение выполненных с возможностью вращения компонентов привода. В результате приводные элементы обеспечивают перемещение колонны насосных штанг и противовеса в сборе в противоположных вертикальных направлениях. Направление вращения приводных двигателей попеременно изменяется, чтобы обеспечить чередование направлений вертикального перемещения колонны насосных штанг и противовеса. Противовес в сборе может быть концентричным относительно оборудования устья скважины или может быть смещен от оборудования устья скважины. Увеличивается длина хода поршня. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области добычи нефти и предназначен для эксплуатации скважин штанговыми насосами. Содержит шкив, установленный на стойках и опорах, асинхронный электродвигатель, редуктор, барабан с канатом, свободный конец которого соединен с колонной штанг. Содержит станцию управления с частотно-регулируемым приводом, связанную с датчиком положения барабана и датчиком нагрузки на шкив. При движении колонны штанг вниз асинхронный электродвигатель работает в режиме генератора и выполняет функцию тормоза. Позволяет повысить эффективность работы путем увеличения длины хода плунжера и уменьшения числа качаний, а также плавного регулирования производительности глубиннонасосного оборудования. 1 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и предназначено для перекачки жидких тел с возможностью размещения в скважинах. Поршневой насос содержит корпус с всасывающими и напорными клапанами. Внутри корпуса с возможностью вращения и с возможностью взаимного, относительного вдоль оси корпуса перемещения установлены два двухсторонних поршня. Поршни связаны между собой и корпусом винтовым приводом. Винтовой привод образован и представляет собой установленный, с возможностью вращательного движения, в корпусе, ведущее звено-винт, имеющий угол наклона α1 винтовой линии. Ведущее звено-винт связан образованием винтовой кинематической пары с ведомым звеном - двухсторонним поршнем, посредством отверстия с винтовой нарезкой с углом наклона α1 винтовой линии, выполненного по центру его днища. Двухсторонний поршень, кроме винтовой нарезки с углом наклона α1 винтовой линии, по центру своего противоположного днища имеет отверстие с винтовой нарезкой с углом наклона α2 винтовой линии, которой он связан, образованием винтовой кинематической пары, с выходным звеном-винтом. Выходное звено-винт имеет, кроме винтовой нарезки с углом наклона α2 винтовой линии, винтовую нарезку с углом наклона α3 винтовой линии, посредством которой он связан, образованием винтовой кинематической пары, с корпусом. На свободном конце выходного звена-винта установлен другой двухсторонний поршень. Все винтовые нарезки одного направления. Для винтовых линий углы наклона: α3<α1<α2. Винтовой привод обеспечивает возможность преобразования однонаправленного вращательного движения ведущего вала в возвратно-поступательное движение двухсторонних поршней в едином корпусе. Клапанная система распределения обеспечивает возможность равномерного распределения перекачиваемой жидкости или газа. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования. Безбалансирный привод содержит подъемный модуль, выполненный с возможностью установки на устьевую арматуру и состоящий из трех труб, связанных укосинами. Через верхний и нижний шкив проходит тяговый канат, связанный с одной стороны через штанговращатель с полированным штоком, а с другой стороны - с одним плечом кривошипа. На другом плече кривошипа установлен по меньшей мере один противовес. Тяговый канат проложен от подъемного модуля до кривошипа через по меньшей мере одну упорную трубу. Упрощается конструкция, уменьшается металлоемкость. Исключается необходимость фундамента, упрощается монтаж и обслуживание, снижаются эксплуатационные трудозатраты. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх