СТАНОК-КАЧАЛКА ДЛЯ ДВУХ СКВАЖИН Российский патент 2003 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к области машиностроения для нефтедобывающей промышленности.

Известно устройство, содержащее фундамент, раму, стойку, электродвигатель, редуктор, кривошип, роторный противовес, шатун, балансирный противовес, балансир, откидную головку, подвеску, штангу и 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 недостаточно эффективно и не соответствует современным требованиям экономного расходования электроэнергии.

За каждый оборот кривошипа лишь половина оборота используется рационально - для добычи нефти, поднимая вверх шток насосной установки и определенный объем добытой нефти.

За вторую половину оборота кривошипа электроэнергия расходуется нерационально, а именно на подъем тяжелых противовесов, что непосредственно не связано с процессом добычи нефти.

Таким образом, 50% электроэнергии и расходов на техническое обслуживание и ремонт оборудования бесцельно затрачивается, удорожая тем самым стоимость нефти и нефтепродуктов, напрасно расходуя невосполнимые сырьевые ресурсы нашей страны.

Известно также устройство, содержащее раму, электродвигатель, редуктор, механизм преобразования вращательного движения ведомого вала редуктора в возвратно-поступательное перемещение шатуна, шатун, балансир, установленный на стойке и взаимодействующий с двумя штангами насосных установок, расположенных с двух противоположных сторон, с помощью двух откидных головок и подвесок.

Расстояние между осями устьев двух скважин равно длине балансира. Балансир уравновешивается двумя штангами и не имеет противовеса (К.С. Аливедизаде. Приводы штангового глубинного насоса. М.: Недра, 1973 г., с. 184) - прототип.

Однако и данное устройство имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что близость расположения двух скважин усложняет условия их бурения и обустройства, а также значительно удлиняет сроки ввода станка-качалки в эксплуатацию.

Кроме того, при необходимости ремонта одной из скважин нет условий и для добычи нефти из другой скважины.

Вследствие указанных выше причин данное известное устройство не нашло практического применения, а потому добыча нефти до настоящего времени производится на устаревшем оборудовании, с малой производительностью и с большими нерациональными затратами на электроэнергию, на приобретение и техническое обслуживание оборудования.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является разработка более совершенной конструкции станка-качалки, которая обеспечивает нормальные условия для бурения, обустройства и эксплуатации двух скважин, кратчайшие сроки для монтажа и пуска в работу привода станка, минимальные затраты на приобретение (модернизацию), ремонт и техническое обслуживание оборудования.

Поставленная цель достигается за счет того, что предлагаемое устройство содержит не один, а два балансира, каждый из которых установлен на отдельной стойке и взаимодействует с одной из штанг насосной установки с помощью откидной головки и подвески.

Стойки с балансирами установлены возле двух скважин, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (до нескольких десятков метров), и это расстояние не зависит от длины балансиров.

Балансир первой стойки, расположенной вблизи редуктора, взаимодействует с кривошипом с помощью шатуна.

Балансир второй стойки, расположенной по другую сторону от редуктора, взаимодействует с кривошипом с помощью канатной тяги, один конец которой шарнирно установлен на шатуне первого балансира, а второй конец жестко закреплен на шатуне второго балансира.

Канатная тяга направляется и перемещается с помощью двух шкивов с полукруглыми канавками, один из которых установлен на корпусе, а второй на стойке второй скважины.

Совокупность существенных отличительных признаков заключается в том, что:
- предлагаемое устройство содержит не один, а два балансира, каждый из которых шарнирно установлен на отдельной стойке и взаимодействует со штангой насосной установки одной из двух скважин, с помощью откидной головки и подвески;
- шатун, установленный на балансире второй стойки, взаимодействует с кривошипом с помощью канатной тяги, один конец которой закреплен шарнирно на шатуне первой стойки, а второй - на шатуне балансира второй стойки;
- канатная тяга направляется и перемещается с помощью двух шкивов, один из которых установлен на корпусе, а второй - на второй стойке;
- расстояние между двумя скважинами, из которых добывается нефть с помощью предлагаемого устройства, не зависит от длины балансира и может быть любым (до нескольких десятков метров) в пределах длины имеющейся канатной тяги.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где показан общий вид устройства.

Устройство содержит корпус 1, электродвигатель 2, редуктор 3, механизм преобразования вращательного движения ведомого вала редуктора 3 в возвратно-поступательное перемещение шатунов, выполненный в виде кривошипа (или дискового кулачка или цепной передачи), шатун 5, взаимодействующий с балансиром 6, установленным на первой стойке 7 и взаимодействующим со штангой 8 скважины 9 с помощью откидной головки 10 и подвески 11.

Устройство содержит также вторую стойку 12, на которой установлен балансир 13, взаимодействующий с кривошипом 4 с помощью канатной тяги 14, шкива 15, установленного на корпусе 1, шкива 15, установленного на корпусе 1, шкива 16, установленного на стойке 12, и шатуна 17.

Балансир 13 взаимодействует со штангой 18 скважины 19 с помощью откидной головки 20 и подвески 21.

Защитный козырек 22 установлен над канатной тягой 14 на участке проезда транспортных средств.

Описанное устройство работает следующим образом.

При включении в работу электродвигателя 2 вращательное движение передается на редуктор 3 и кривошип 4.

Кривошип 4 преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное перемещение шатунов - 5 и 17.

Шатун 5 взаимодействует с балансиром 6, вызывая у него качательное движение. Балансир 6 взаимодействует со штангой 8 насосной установки скважины 9 с помощью откидной головки 10 и подвески 11.

Кривошип 4 при своем вращении взаимодействует также со вторым шатуном 17 с помощью канатной тяги 14, шкивов 15 и 16 и с балансиром 13.

Балансир 13, в свою очередь, взаимодействует со штангой 18 скважины 19, с помощью откидной головки 20 и подвески 21.

За один оборот кривошипа 4 срабатывают поочередно две нефтенасосных установки скважин 9 и 19. При этом производительность станка-качалки возрастает в 2 раза, а расход электроэнергии на единицу добытой нефти сокращается в два раза.

При необходимости одновременного изменения высоты подъема штанг 8 и 18 шатун 5, вместе с пальцем кривошипа, переустанавливают в соответствующее отверстие на кривошипе 4.

Если потребуется изменение высоты подъема только одной из штанг насосной установки, то в этом случае производится переустановка канатной тяги 14 на шатуне 5, на котором она шарнирно установлена, с возможностью периодического перемещения относительно оси вращения кривошипа 4 с помощью ряда отверстий на шатуне 5.

Экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в повышении производительности в 2 раза, снижении расхода электроэнергии в два раза, а также значительного сокращения времени монтажа и пуска в эксплуатацию, снижении затрат на приобретение, ремонт и техническое обслуживание оборудования.

Во время ремонта одной из скважин добыча нефти из второй скважины продолжается, при этом соответствующий балансир уравновешивается противовесом.

Изобретение предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности. Станок-качалка для двух скважин содержит корпус, электродвигатель, редуктор, кривошип, шатун, балансир, установленный шарнирно на стойке и взаимодействующий со штангой насосной установки. Устройство дополнительно содержит второй балансир, установленный шарнирно на второй стойке. Балансир взаимодействует одной стороной со штангой насосной установки второй скважины с помощью откидной головки и подвески, а второй стороной - с кривошипом с помощью канатной тяги. Один конец тяги шарнирно установлен на шатуне первого балансира, а второй конец - на шатуне второго балансира. Канатная тяга взаимодействует с двумя шкивами, один из которых жестко закреплен на корпусе, а второй - на стойке. Позволяет повысить производительность и сократить расход электроэнергии и затраты на ремонт и техническое обслуживание. 1 ил.

Станок-качалка для двух скважин, содержащий корпус, электродвигатель, редуктор, кривошип, шатун, балансир, установленный шарнирно на стойке и взаимодействующий со штангой насосной установки с помощью откидной головки и подвески, отличающийся тем, что устройство содержит дополнительно второй балансир, установленный шарнирно на второй стойке, и взаимодействует одной стороной со штангой насосной установки второй скважины с помощью откидной головки и подвески, а второй стороной взаимодействует с кривошипом с помощью канатной тяги, один конец которой шарнирно установлен на шатуне первого балансира, а второй конец - на шатуне второго балансира, при этом канатная тяга взаимодействует с двумя шкивами, один из которых жестко закреплен на корпусе, а второй на стойке.