СТАНОК-КАЧАЛКА С ДВУМЯ БАЛАНСИРАМИ Российский патент 2002 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к области машиностроения для нефтедобывающей промышленности.

Известно техническое устройство, содержащее фундамент, раму, стойку, электродвигатель, редуктор, кривошип, противовес, балансир, откидную головку, подвеску, штангу насосной установки, устье скважины. (Краткий политехнический словарь. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956 г., с. 886).

Однако известное техническое устройство имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что оно малоэффективно, малопроизводительно и не соответствует требованиям энергосберегающих технологий.

За каждый оборот кривошипа лишь половина оборота используется для добычи нефти, поднимая вверх штангу насосной установки. За время второй половины оборота кривошипа электроэнергия используется только для подъема тяжелого противовеса, т. е. 50% электроэнергии расходуется бесполезно, неразумно, повышая тем самым стоимость нефти, нефтепродуктов и товаров народного потребления. Бесполезно расходуются невосполнимые энергоресурсы и средства на устаревшее оборудование.

Известно также устройство, содержащее раму, электродвигатель, редуктор, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и балансир, выполненный с возможностью взаимодействия с двумя штангами насосных установок при помощи двух откидных головок, установленных на продольной балке (а. с. SU 1372101 А, МПК 7 F 04 B 47/02, 07.02.1988 - прототип).

Однако и это техническое устройство имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что близость расположения двух скважин от привода станка и между собой усложняет условия монтажа и технического обслуживания станка, значительно удлиняет сроки пуска его в эксплуатацию. Кроме того, в случае необходимости ремонта одной из скважин приходится останавливать работу станка, а следовательно, прекращается добыча нефти сразу из двух скважин.

Вследствие указанных недостатков данное техническое устройство не нашло практического применения, а потому добыча нефти продолжается на станках-качалках устаревших конструкций. По прежнему 50% рабочего времени расходуется бесполезно, на подъем многотонных противовесов, нерационально используются 50% электроэнергии и средства на приобретение, ремонт и техническое обслуживание несовершенного технологического оборудования.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание более совершенной и надежной конструкции станка-качалки, обеспечивающего добычу нефти одновременно из двух скважин, при минимальных сроках ввода его в эксплуатацию, создающего необходимые и более удобные условия для его технического обслуживания и возможность не останавливать работу станка во время ремонта одной из скважин и продолжения добычи нефти из другой скважины.

Предлагаемое устройство позволит сократить расход электроэнергии в 2 раза и повысить производительность оборудования в 2 раза.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предложенном устройстве, содержащем раму, электродвигатель, редуктор, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и балансир, выполненный с возможностью взаимодействия с двумя штангами насосных установок при помощи двух откидных головок, установленных на продольной балке, имеется второй балансир, связанный с механизмом преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, при этом откидная головка первого балансира выполнена с возможностью взаимодействия с откидной головкой второго балансира при помощи двух тросов, каждый из которых жестко закреплен одним концом на головке второго балансира, а вторым концом - на головке первого балансира, но на противоположных сторонах головок.

Совокупность существенных отличительных признаков заключается в том, что:
- Предлагаемое устройство содержит не один, а два балансира, каждый из которых установлен на отдельной стойке и взаимодействует с соответствующей штангой насосной установки с помощью откидной головки и подвески.

- Один из балансиров, взаимодействующий с кривошипом, имеет откидную одну головку, а второй балансир снабжен двумя откидными головками. При этом одна из откидных головок второго балансира выполнена с возможностью взаимодействия с откидной головкой первого балансира при помощи двух тросов, каждый из которых жестко закреплен одним концом на головке второго балансира, а вторым концом - на головке первого балансира, но на противоположных сторонах головок.

- Рама и редуктор привода станка-качалки расположены не между двух скважин, а на определенном расстоянии от них, равном половине длины балансира, и на линии, проходящей через геометрические оси устьев 2-х скважин.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где показан общий вид устройства.

Устройство содержит раму 1, электродвигатель 2, редуктор 3, кривошип 4, шатун 5, балансир 6, стойку 7, штангу насосной установки 8, устье скважины 9, откидную головку 10, подвеску 11, балансир 12, стойку 13, откидную головку 14, радиальную накладку с двумя канавками 16, трос 17, трос 18, штангу насосной установки 19, устье скважины 20, откидную головку 21 и подвеску 22.

Описанное устройство работает следующим образом.

При включении в работу электродвигателя 2 вращательное движение передается на редуктор 3 и кривошип 4. Кривошип 4 превращает вращательное его движение в возвратно-поступательное перемещение шатуна 5, в качательное движение балансира 6 и в возвратно-поступательное перемещение штанги 8 в вертикальном направлении, приводя при этом в работу насосную установку по добыче нефти из скважины 9.

Качательное движение балансира 6 приводит в качательное движение балансир 12 с помощью тросов 17 и 18, каждый из которых одним концом жестко закреплен на откидной головке 10, а другим концом - на откидной головке 14, но на противоположных сторонах головок.

Качательное движение балансира 12 приводит к вертикальному перемещению штанги насосной установки 19 и к добычи нефти из скважины 20 с помощью откидной головки 21 и подвески 22.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производство добычи нефти из двух скважин. При этом за первую половину оборота кривошипа 4 происходит подъем штанги 8 вверх и перемещение штанги 19 вниз. За вторую половину оборота кривошипа 4 штанга 8 опускается вниз, а штанга 19 поднимается вверх. Балансиры 6 и 12 и штанги 8 и 19 уравновешиваются между собой без применения противовесов.

В случае проведения ремонтных работ на одной из скважин добыча нефти из второй скважины не прекращается. В это время для равновесия используется противовес.

При необходимости изменения высоты подъема одновременно двух штанг 8 и 19 производится переустановка шатуна 5 на кривошипе 4.

Для изменения высоты подъема только одной штанги необходимо произвести соответствующее перемещение накладок 15 и 16, на которых жестко закреплены тросы 17 и 18, относительно откидных головок 10 и 14 в левую или правую сторону.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в следующем:
- сокращается расход электроэнергии в 2 раза;
- повышается производительность технологического оборудования в 2 раза;
- сокращаются расходы на приобретение, ремонт и техническое обслуживание оборудования в 2 раза;
- создаются условия для сокращения сроков монтажа и пуска в эксплуатацию технологического оборудования и начала добычи нефти из двух скважин;
- снижается цена на нефть и нефтепродукты, а также на товары народного потребления;
- сокращается расход невосполнимых энергоресурсов страны.

Изобретение предназначено для использования в области насосостроения в нефтедобывающей промышленности. Станок-качалка с двумя балансирами содержит раму, электродвигатель, редуктор и механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное. Балансир выполнен с возможностью взаимодействия с двумя штангами насосных установок при помощи двух откидных головок, установленных на продольной балке. Устройство снабжено вторым балансиром, связанным с механизмом преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное. Одна из откидных головок первого балансира выполнена с возможностью взаимодействия с головкой второго балансира при помощи двух тросов, каждый из которых жестко закреплен одним концом на головке второго балансира, а вторым концом - на головке первого балансира, но на противоположных сторонах головок. Позволяет сократить расход электроэнергии, повышает производительность. 1 ил.

Станок-качалка с двумя балансирами, содержащий раму, электродвигатель, редуктор, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и балансир, выполненный с возможностью взаимодействия с двумя штангами насосных установок при помощи двух откидных головок, установленных на продольной балке, отличающийся тем, что он снабжен вторым балансиром, связанным с механизмом преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, при этом одна из откидных головок первого балансира выполнена с возможностью взаимодействия с головкой второго балансира при помощи двух тросов, каждый из которых жестко закреплен одним концом на головке второго балансира, а вторым концом - на головке первого балансира, но на противоположных сторонах головок.