СТАНОК-КАЧАЛКА Российский патент 1998 года по МПК F04B47/04 

Изобретение относится к добывающей промышленности и может быть использовано для привода скважинных штанговых насосов при откачивании нефти преимущественно на морских промыслах.

Известен пневматический уравновешивающий механизм на балансирном станке-качалке (см. Каталог станков-качалок фирмы "LUFKIN" стр. 4, 30, 41, станки-качалки с пневматическим уравновешиванием).

Однако такое уравновешивание требует наличия кривошипно-шатунного механизма, что значительно усложняет конструкцию.

Прототипом выбран балансирный станок-качалка (см. а.с. N 1603054), предназначенный для использования на морских промыслах. Этот станок-качалка содержит балансир, шарнирно установленный на стойке, и уравновешивающую систему в виде герметичной полой емкости, размещенной под уровнем моря, которая шарнирно связана с головкой балансира.

Недостатком прототипа является то, что величина уравновешивающего усилия не регулируется в зависимости от хода подвески устьевого штока. Вследствие этого станок-качалка включает кривошипно-шатунный механизм с приводным двигателем. Двигатель приводит в движение балансир и подвеску устьевого штока. Конструкция сложная и металлоемкая.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции станка-качалки, при этом повышается общий коэффициент полезного действия привода подвески устьевого штока. Исключается сложная и металлоемкая конструкция кривошипно-шатунного механизма.

Предлагаемое устройство содержит привод и уравновешивающую систему в виде полой емкости, кинематически связанную с подвеской устьевого штока и размещенную под уровнем текучей среды.

В отличие от прототипа полая емкость имеет отверстия с перепускными клапанами для перетекания из нее и внутрь нее окружающей текучей среды.

Полая емкость выполнена двухкамерной с отверстиями в нижней камере.

Привод выполнен в виде устройства для нагнетания и выпуска газа и содержит камеру сгорания и выпускной клапан.

На приводе установлена система управления.

Нижняя камера полой емкости соединена трубопроводом с устройством для нагнетания и выпуска газа.

На фиг. 1 изображен общий вид станка-качалки на морских промыслах; на фиг. 2 - вариант станка-качалки на сухопутных промыслах; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2
Станок-качалка содержит привод 1 и уравновешивающую систему в виде полой емкости 2, кинематически связанную с подвеской устьевого штока 3.

Полая емкость 2 разделена на две камеры, нижняя из которых имеет отверстия 4 с перепускными клапанами.

Трубопровод 5 соединяет нижнюю камеру с отверстиями 4 емкости 2 с приводом 1.

Привод 1 выполнен в виде устройства для нагнетания и выпуска газа и содержит камеру сгорания 6.

Камера сгорания 6 имеет выпускной клапан 7 и систему управления 8.

Для использования предложенного станка-качалки на сухопутных промыслах (см. фиг. 2) две полые емкости 2 размещены соответственно в двух открытых и заполненных жидкостью резервуарах 9.

Емкости 2 связаны между собой траверсой 10, к которой присоединена подвеска устьевого штока 3. Емкости 2 при помощи трубопровода 5 соединены с устройством для нагнетания и выпуска газа и имеют отверстия для частичного заполнения жидкостью из резервуара 9.

Для придания траверсе устойчивости в горизонтальной плоскости емкости 2 имеют ребра 11.

Работает станок-качалка следующим образом. При положении подвески устьевого штока 3 внизу выталкивающая сила не превышает величины нагрузки на подвеску со стороны насоса.

В камеру сгорания 6 при помощи системы управления 8 подается порция топлива, где происходит его сгорание, при этом клапан 7 закрыт.

Газы, образовавшиеся при сгорании топлива, поступают по трубопроводу 5 в емкость 2 и вытесняют оттуда жидкость через клапан 4. При этом объем вытесненной емкостью 2 жидкости увеличивается, и выталкивающая сила начинает поднимать емкость 2 вместе с подвеской устьевого штока 3 на величину хода.

При подходе к верхней точке подъема емкости 2 система управления 8 открывает выпускной клапан 7 и газы из камеры сгорания 6 и емкости 2 вытесняются в атмосферу, при этом жидкость из окружающего объема поступает внутрь емкости 2 и выталкивающая сила уменьшается до первоначальной величины. Емкость 2 вместе с подвеской устьевого штока 3 опускается на величину хода. В нижней точке опускания происходит закрывание клапана 7 и сгорание топлива в камере сгорания 5. Рабочий цикл повторяется.

Станок-качалка предназначен для привода скважинных штанговых насосов при откачивании нефти на морских промыслах. Станок-качалка содержит привод и уравновешивающую систему в виде полой емкости, кинематически связанную с подвеской устьевого штока и размещенную в текучей среде. Полая емкость имеет отверстия для перетекания из нее и внутрь нее текучей среды и соединена трубопроводом с приводом, выполненным в виде камеры сгорания, имеющей выпускной клапан и систему управления. На сухопутных промыслах две емкости соединены траверсой и расположены в открытых, заполненных жидкостью резервуарах. Подвеска устьевого штока присоединена к траверсе. Повышается общий КПД привода подвески устьевого штока, упрощается конструкция. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Станок-качалка, содержащий привод и уравновешивающую систему в виде полой емкости, кинематически связанную с подвеской устьевого штока и размещенную в текучей среде, отличающийся тем, что полая емкость имеет отверстия для перетекания из нее и внутрь нее текучей среды и соединена трубопроводом с приводом, выполненным в виде устройства для нагнетания и выпуска газа. 2. Станок-качалка по п.1, отличающийся тем, что полая емкость выполнена двухкамерной. 3. Станок-качалка по пп.1 и 2, отличающийся тем, что отверстия выполнены в нижней камере полой емкости, соединенной трубопроводом с приводом. 4. Станок-качалка по п.1, отличающийся тем, что устройство для нагнетания и выпуска газа выполнено в виде камеры сгорания, имеющей выпускной клапан и систему управления.