ПРИВОД ШТАНГОВЫХ ГЛУБИННЫХ НАСОСОВ Российский патент 1998 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к механическим приводам штанговых глубинных насосов, предназначенных для добычи нейти или воды из глубинных скважин.

Известны конструкции станков-качалок, содержащие балансир, поворотную головку балансира, опору балансира, относительно которой балансир совершает колебательные движения.

При вращении ремонтных работ у устья скважины необходимо произвести отвод головки балансира, чтобы обеспечить доступ персонала к устью скважины.

Известны станки-качалки фирмы "Лафкин" балансирного типа, включающие поворотную головку балансира (Композит-аналог нефтегазового оборудования и услуг, 1 выпуск 1993 - 1994 г., в 3-х томах, т.3, ч. 1 , с.1510, М.: Перевод издательства Топливо и энергетика).

Известны станки-качалки фирмы "Вулкан" (Бухарест), имеющие головку балансира сварной конструкции, которая может быть без усилий отведена на правую сторону балансира устройством с червячной передачей (Композит-каталог нефтегазового оборудования и услуг, 1 выпуск 1993 - 1994., в 3 томах, т.3, ч. 1, стр. 1313, М.: Перевод издательства Топливо и энергетика).

За прототип заявляемого изобретения принята насосная установка под. N 2134990, кл. F 04 B 47/02, Великобритания ("Изобретения стран мира", вып. 88, N 4, 1985)
Насосная установка имеет балансир с прикрепленной к одному концу головкой. Между головкой и балансиром предусмотрено соединительное устройство, допускающее поворотный отвод головки в такое положение, в котором она не препятствует работе персонала у устья скважины. Соединительное устройство содержит разъединяющиеся блокирующие приспособления, расположенные по обе стороны от головки, кроме того соединительное устройство содержит шестеренный механизм, установленный на по меньшей мере одном поворотном соединении, и червячный привод, взаимодействующий с шестеренным механизмом.

Недостатком данной конструкции механизма поворота является наличие червячной передачи открытого типа.

Шестеренный механизм и червячный редуктор не защищены от атмосферных осадков, которые ведут к коррозии поворотного механизма. В случае, когда длительное время не осуществлялся поворот головки, коррозия, загрязнение, выдавливание смазки на поворотном механизме вызывают необходимость прикладывать при первоначальном страгивании головки более значительные усилия, чем при обычных условиях.

В существующей конструкции механизма поворота усилие не изменяется в зависимости от величины сил сопротивления повороту, что приводит к поломке механизма, снижает надежность работы. Кроме того, конструкция механизма поворота содержит большое количество трудоемких деталей.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы привода штанговых глубинных насосов.

Сущность предложенного устройства заключается в том, что в приводе штанговых глубинных насосов, включающем основание, опору, шарнирно установленный на опоре балансир, поворотную головку балансира и механизм поворота головки. Механизм поворота головки выполнен в виде винтового устройства, с одной стороны которое шарнирно соединено с балансиром, с другой стороны - шарнирно связано с элементом головки балансира, при этом на головке балансира выполнен по меньшей мере один дополнительный элемент для шарнирного соединения с винтовым устройством; винтовое устройство выполнено в виде двух ходовых винтов с вилками, один с правой, другой с левой резьбой, установленных в трубе с внутренней резьбой и воротком.

Выполнение механизма поворота головки балансира в виде винтового устройства, содержащего два ходовых винта с вилками, одного с правой, другого с левой резьбой, установленных в трубе с внутренней резьбой и воротком, защищает механизм от воздействия атмосферных осадков, сохраняет его в рабочем состоянии, тем самым повышается надежность работы.

Наличие по меньшей мере двух элементов на головке для шарнирного соединения винтового устройства и соединение его с одним из этих элементов головки позволяет создавать разный силовой момент при повороте головки в зависимости от того, на каком расстоянии от оси поворота образовано шарнирное соединение.

На фиг. 1 изображен общий вид привода штанговых глубинных насосов; на фиг.2 - выноска А фиг.1; на фиг.3 - вид сверху на фиг.2 в случае, когда головка балансира имеет две оси вращения; на фиг.4 - разрез B-B на фиг.3; на фиг. 5 - вид сверху на фиг.2 в случае поворота головки балансира; на фиг.6 - вид сверху на фиг.2 в случае шарнирного соединения винтового устройства с крайним элементом головки балансира; на фиг.7 - вид сверху на фиг.2, когда головка балансира имеет одну ось вращения.

Привод штанговых глубинных насосов включает опору 1, закрепленную на раме 2, установленную на фундаменте. На опоре 1 шарнирно установлен балансир 3, который совершает качательные движения относительно оси 4 шарнира. С одной стороны балансир 3 через траверсы 5 соединен с кривошипно-шатунным механизмом 6, которые работает от электропривода 7. С другой стороны на четырех осях 8 и 9, расположенных по обе стороны продольной оси балансира 3, установлена поворотная головка 10. Оси 8 и 9 снабжены рукояткой 11. На балансире 3 и поворотной головке 10 установлен механизм поворота головки в виде винтового устройства 12 (фиг.4).

Винтовое устройство 12 выполнено в виде двух ходовых винтов 13 и 14, установленных в трубе 15 с внутренней резьбой и воротком 16. Ходовые винты 13 и 14 выполнены один с правой, другой с левой резьбой и имеют на концах вилки 17. На головке 10 балансира для шарнирного соединения с винтовым устройством 12 выполнены три проушины 18 - 20 (фиг.3). Винтовое устройство 12 с одной стороны шарнирно установлено на балансире 3. Шарнирное соединение образовано вилкой 17 ходового винта 14, кронштейном 21 балансира 3 и осью 22.

С другой стороны винтовое устройство 12 шарнирно связано с одной из проушин 18 - 20. Две крайние проушины 18 и 20 при шарнирном соединении их с винтовым устройством 12 обеспечивают наибольшее усилие страгивания при повороте головки 10 и служат для обеспечения поворота головки по обе стороны от устья скважины (не показано). Увеличение силового момента поворота головки 10 достигается благодаря увеличению расстояния от точки приложения усилия до оси поворота.

Установка шарнирного соединения на среднюю проушину 19 позволяет осуществить полный поворот головки 10. В случае установки головки 10 с одной центральной осью 23 поворота (фиг.7) проушины 24 и 25 расположены слева и справа от оси 23.

Устройство работает следующим образом.

Для поворота головки 10 относительно осей 8 при помощи рукоятки 11 убирают расположенные одна под другой оси 9.

При вращении воротка 16 ходовые винты 13 и 14 расходятся, головка 10 поворачивается относительно своих осей 8 (фиг.5). Для поворота головки 10 относительно осей 9 убираются оси 8. В случае установки вилки 17 винтового устройства 12 на среднюю проушину 19 происходит максимальный поворот головки 10.

При перестановке вилки 17 на одну из крайних проушин 18 или 20 обеспечивается большее усилие страгивания при повороте головки 10, что необходимо в случае коррозии или загрязнения поверхностей трения между балансиром 3 и головкой 10 балансира. После первоначального страгивания с места головки 10 сопротивление повороту уменьшается. Можно вилку 17 при помощи оси 22 переставить на среднюю проушину 19 для осуществления полного поворота головки 10.

Возврат головки 10 в положение качания балансира 3 осуществляется воротком 16, при этом ходовые винты 13 и 14 движутся навстречу друг другу и полностью располагаются в трубе 15. Головка 10 занимает свое рабочее положение и крепится осями 8 и 9. Таким образом, ходовые винты 13 и 14 при эксплуатации привода штанговых насосов находятся внутри трубы, защищающей их от атмосферных осадков и грязи.

Привод штанговых глубинных насосов предназначен для добычи нефти или воды из глубинных скважин. Привод штанговых глубинных насосов включает основание, опору, шарнирно установленный на опоре балансир, поворотную головку и механизм поворота головки. Механизм поворота головки балансира выполнен в виде винтового устройства, содержащего два ходовых винта с правой и левой резьбой и вилками. Ходовые винты установлены в трубе с внутренней резьбой и воротком. Винтовое устройство с одной стороны шарнирно установлено на балансире, с другой стороны - шарнирно связано с одной из проушин на головке балансира. Наличие двух и более проушин, расположенных на разном расстоянии от оси поворота головки, позволяет создавать разную величину силового момента поворота головки и осуществлять полный ее поворот. При рабочем положении головки балансира ходовые винты полностью ввернуты в трубу, которая защищает их от атмосферных осадков и грязи. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Привод штанговых глубинных насосов, включающий основание, опору, шарнирно установленный на опоре балансир, поворотную головку балансира и механизм поворота головки, отличающийся тем, что механизм поворота головки выполнен в виде винтового устройства, с одной стороны которое шарнирно соединено с балансиром, с другой - шарнирно связано с элементом головки балансира, при этом на головке балансира выполнен по меньшей мере один дополнительный элемент для шарнирного соединения с винтовым устройством. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что винтовое устройство выполнено в виде двух ходовых винтов с вилками, один с правой, другой с левой резьбой, установленных в трубе с внутренней резьбой и воротком.