ГРУППОВОЙ ПРИВОД ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ Российский патент 2001 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано при эксплуатации кустовых скважин штанговыми насосами.

Известен станок-качалка, установленный на фундаменте и содержащий раму, стойку-балансир с головкой, канатную подвеску, роликовый узел для крепления канатной подвески, шкив (А.с. СССР N 682668, F 04 В 47/02, БИ N 32, 1979 г. ).

Недостатком данного станка-качалки является невозможность эксплуатации скважин, находящихся на расстоянии, превышающем диаметр шкива, друг от друга, а также ограниченные функциональные возможности из-за невозможности эксплуатации одной из скважин в случае ремонта другой.

Известен групповой привод штанговых насосов, включающий балансирный станок-качалку с уравновешивающим грузом, направляющие шкивы, установленные на стойках с основаниями, две канатные подвески (Патент RU 2123136, F 04 В 47/02, 1999 г.).

Недостатком данного группового привода является сложность его конструкции, расположение направляющих шкивов на двух отдельных стойках, отсутствие возможности эксплуатации трех скважин, а также низкие энергетические показатели работы при эксплуатации двух скважин с близкими технологическими параметрами. Для обеспечения работоспособности этой конструкции минимальная нагрузка в одной скважине должна превышать максимальную в другой.

Задача предлагаемого решения - расширение функциональных возможностей установки за счет использования общего привода для эксплуатации трех скважин, разработанных кустовым методом.

Эта задача достигается тем, что известный групповой привод штанговых насосов, включающий балансирный станок-качалку с уравновешивающим грузом, направляющие шкивы, канатные подвески, соединяющие головку балансира с устьевыми штоками скважин, снабжен дополнительной парой направляющих шкивов и канатной подвеской, расположенных в одной плоскости с осью балансира и связывающих сверху головку балансира и устьевой шток одной из скважин, направляющие шкивы и канатные подвески двух других скважин размещены параллельно оси качания балансира и связывают головку балансира снизу с устьевыми штоками, причем направляющие шкивы смонтированы на блоках и установлены на общей раме с возможностью обеспечения вертикальной подвески устьевых штоков и регулирования расстояния до устья скважин, а устьевые штоки связаны посредством гибкой связи с дополнительными уравновешивающими контргрузами. Снабжение дополнительной парой направляющих шкивов дает возможность эксплуатации третьей скважины.

Конструкция блоков шкивов позволяет производить регулировку расстояния до устья скважин и обеспечивать вертикальную подвеску устьевых штоков. Установка блоков направляющих шкивов на общей раме упрощает конструкцию группового привода.

Дополнительные уравновешивающие контргрузы дают возможность обеспечить нормальный режим работы с точки зрения энергетических показателей при эксплуатации скважин с близкими технологическими показателями.

На чертеже схематично представлен групповой привод штанговых насосов.

Установка содержит станок-качалку 1, установленную на фундаменте 2, раму 3, размещенную на фундаментных столбах 4, соединенных перекладинами 5, направляющих шкивов 6, 7, 8, 9, 10, 11, смонтированных на блоках 12, 13, 14, 15, 16, 17. К балансиру 18 станка-качалки с помощью верхнего 19 и нижнего 20 узлов крепления присоединены канатные подвески 21, 22 и 23, каждая из которых соединена с устьевыми штоками 24, 25 и 26 колонн штанг скважин с помощью узлов крепления 27, 28, 29. Шкивы 7, 8 двухручьевые, смонтированы в верхней части рамы 3, а шкивы 6, 9, 10, 11- шестиручьевые, установлены над устьями боковых скважин и на нижней части рамы 3. Через шкивы 7, 9, 11 посредством гибких связей канатные подвески связаны с дополнительными уравновешивающими контргрузами 30. Кривошипное уравновешивание осуществляется противовесом 31.

Групповой привод работает следующим образом.

Посредством канатных подвесок 21, 22, 23, направляющих шкивов 6, 7, 8, 9, 10, 11, на блоках 12, 13, 15, 16, 14 и 17, размещенных на раме 3, столбах 4, узлов крепления 27, 28, 29, устьевые штоки 24, 25, 26 колонн штанг соединяют с головкой балансира 18 станка-качалки, установленного на фундаменте 2. При этом скважины с большей нагрузкой подключают через канатные подвески 21 и 23, направляющие шкивы 6, 9, 10, 11, расположенные на перекладинах 5, к нижнему узлу крепления 20 головки балансира 18 станка-качалки 1. Скважина с меньшей нагрузкой в точке подвеса штанг подключается к верхнему механизму крепления 19. При этом уравновешивание станка-качалки обеспечивает кривошипный уравновешивающий груз 31. При ходе переднего плеча балансира вниз устьевые штоки 24, 26 совершают ход вниз, а устьевой шток 25 менее нагруженной скважины - вверх. Такая схема работы создает растягивающую нагрузку на головку балансира снизу, что обеспечивает надежную работу станка-качалки. Для достижения оптимальной нагрузки на головку балансира 18 станка-качалки 1 со стороны верхнего 19 и нижнего узла 20 крепления канатной подвески к устьевым штокам 24, 25, 26 крепятся дополнительные контргрузы 30 соответствующей величины.

Привод допускает возможность эксплуатации одной скважины, присоединяя устьевой шток через канатную подвеску и направляющие шкивы 9, 10 к нижнему 20 механизму крепления головки балансира. Для проведения ремонтных работ блоки 12, 13, 17 допускают возможность поворота относительно вертикальной оси.

Улучшение технико-экономических показателей заключается в снижении капитальных затрат на изготовление, а также возможности обеспечения рационального режима эксплуатации станка-качалки, снижения энергозатрат.

Устройство предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности для привода штанговых насосов в кустовых скважинах. Привод содержит раму со шкивами, установленными на блоках и связанными канатными подвесками с головкой балансира станка-качалки и со штоками штанговых насосов. Блоки направляющих шкивов обеспечивают регулирование расстояния до устья скважин и вертикальную подвеску устьевых штоков, связанных с дополнительными уравновешивающими контргрузами. Снижается металлоемкость и капитальные затраты на изготовление, обеспечивается рациональный режим эксплуатации станка-качалки, снижаются энергозатраты. 1 ил.

Групповой привод штанговых насосов, включающий балансирный станок-качалку с уравновешивающим грузом, направляющие шкивы, канатные подвески, соединяющие балансир с головкой с устьевыми штоками скважин, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной парой направляющих шкивов и канатной подвеской, расположенных в одной плоскости с осью балансира и связывающих сверху головку балансира и устьевой шток одной из скважин, направляющие шкивы и канатные подвески двух других скважин размещены параллельно оси качания балансира и связывают головку балансира снизу с устьевыми штоками, причем направляющие шкивы смонтированы на блоках и установлены на общей раме с возможностью обеспечения вертикальной подвески устьевых штоков и регулирования расстояния до устья скважин, а устьевые штоки связаны посредством гибкой связи с дополнительными уравновешивающими контргрузами.