ПОВЕРХНОСТНЫЙ ПРИВОД ШТАНГОВОГО ВИНТОВОГО НАСОСА Российский патент 2007 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к насосному оборудованию, предназначенному для откачки жидкости из скважин, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известна установка винтового насоса, содержащая штанговый винтовой насос, поверхностный устьевой привод с передачей вращения на полированный шток через зажим (см. [1], с.38 и 39, рис.18 и 19) и устьевой сальник-превентор. Недостатком данного привода является необходимость затяжки болтов зажима (шесть болтов) для передачи необходимой величины крутящего момента на полированный шток в процессе эксплуатации насосной установки. В результате поверхность полированного штока получает зазубрены, что приводит к его повреждению и выходу из строя. Кроме этого для регулирования положения ротора (винта) относительно статора (резиновой обкладки) винтового насоса требуется промысловой подъемный агрегат для перемещения колонны штанг при регулировании винта относительно статора (резиновой обкладки) винтового насоса. Это снижает оперативность при пуске в работу и регулировании в процессе эксплуатации штанговой винтовой насосной установки. Кроме этого такое выполнение привода не позволяет предотвратить поломки штанг при заклинивании винта в разбухшем статоре, например, в сероводородной среде.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является поверхностный привод скважинного винтового насоса [2], состоящий из двигателя, редукторно-мультипликаторного механизма, двухступенчатого вращателя, снабженного узлом подвески штанг и герметизации линии нагнетания. Недостатком такого привода является необходимость присоединения штанговой колонны непосредственно к шпинделю редуктора. В результате, для пуска насоса в эксплуатацию необходимо предварительное определение длины укороченной штанги с точностью до сантиметров, что в промысловых условиях практически затруднено. В результате возникает необходимость многократного монтажа насосной установки без последующей регулировки осевого положения винта относительно статора. В данном варианте также невозможно предотвратить поломки штанг при аварийной заклинке винта.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей поверхностного привода и повышение надежности передачи вращающего момента на полированный шток и приводную вращательную штанговую колонну.

Указанная цель достигается за счет снабжения двухступенчатого вращателя регулировочным предохранительным водилом, установленным на ведомой шестерне вращателя и выполненным в виде ведущего полого вала, внутри которого на резьбе размещены регулировочная винтовая втулка, снабженная ведущей полумуфтой, которая связана посредством полированного штока и штанговой колонны с рабочим органом насоса. Для предотвращения аварийной перегрузки электродвигателя привода при заклинивании винта в статоре, верхняя и нижняя полумуфты жестко соединены между собой штифтами расчетного диаметра. Такое выполнение ведущей муфты позволяет отказаться от использования зажима, деформирующего поверхность полированного штока, и позволяет регулировать положение винта относительно статора насоса с точностью до величины шага винта. Причем регулирование положения винта относительно статора можно производить с помощью винтовой втулки, выполняющий роль винтового домкрата, встроенного в регулировочное водило.

На чертеже представлен поверхностный привод штангового насоса. Привод состоит из двигателя 1, редукторной вставки 2 и редуктора - вращателя 3 с ведущим зубчатым колесом 4, промежуточным валом 5 и ведомым зубчатым колесом 6. На ведомом зубчатом колесе 6 закреплен ведущий полый вал 7, в котором размещена регулировочная втулка 8, закрепляемая от самоотворота контргайкой 9.

Полумуфта 10 взаимодействует с полумуфтой 11 через специальные штифты 12 и предохранительные стальные шары 13. Водило снабжено кожухом 14, который установлен на основании 15, снабженном радиальным шарикоподшипником. Ведомая шестерня 6 снабжена направляющим шпинделем 16. Полированный шток 17 проходит внутри регулировочного водила и соединяется с вращательной штанговой колонной, приводящей в действие рабочий орган винтового насоса.

Привод с регулировочным водилом работает следующим образом. Вращение от двигателя 1 через вставку - редуктор 2 передается на двухступенчатый редуктор - вращатель 3. Ведущий вал - шестерня 4 передает вращение через промежуточный вал 5 на ведомую шестерню 6. От шестерни 6 вращение передается на ведущий полый вал 7 и регулировочную винтовую втулку 8, на полумуфты 10 и 11. Ввиду того, что полумуфта 11 связана через резьбу с полированным штоком 17, вращение далее через колонну штанг передается на рабочий орган - ротор (винт) винтового насоса. В случае заклинивания винта насоса штифты 12 срезаются и предохраняют насос от аварийной перегрузки, которая может привести к обрыву штанг или перегреву электродвигателя. Для снижения трения между полумуфтами 10 и 11 установлены стальные шары, снижающие трение при холостом вращении привода. Таким образом, с помощью регулировочного предохранительного водила упрощается регулирование насосной установки и повышается надежность ее работы.

Положительный эффект при использовании предлагаемого варианта поверхностного привода винтовой насосной установки достигается за счет оптимизации и облегчения технологии эксплуатации винтового насоса путем точной регулировки подвески ротора насоса, облегчения условий эксплуатации полированного штока и снижения вероятности поломки штанговой колонны при заклинивании винта при разбухании резины обкладки насоса в сероводородной среде скважинного флюида.

Источники информации

1. Жулаев В.П., Султанов Б.З. Винтовые насосные установки для добычи нефти: Учебное пособие. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997,. 42 с.

2. RU, патент 2139448, F 04 В 47/00, 1999.

Изобретение относится к насосному оборудованию, предназначенному для откачки скважинной жидкости, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Поверхностный привод представляет собой редукторный механизм, включающий электродвигатель, редукторную вставку и вращатель, кинематически связанные между собой. Привод снабжен регулировочным предохранительным водилом, установленным на ведомой шестерне вращателя. Водило представляет собой ведущий полый вал, внутри которого на резьбе размещена регулировочная втулка, снабженная ведущей полумуфтой, которая жестко связана с ведомой полумуфтой, установленной на полированном штоке привода. Ведущая и ведомая полумуфты жестко связаны между собой срезными штифтами расчетного диаметра. Предохранительное водило позволяет отказаться от использования в приводе зажима, деформирующего полированный шток, а также предоставляет возможность регулировать с помощью винтового домкрата положение винта относительно статора насоса с точностью до величины шага винта насоса. Регулирование положения винта в статоре можно производить за счет винтового домкрата самого водила без использования подъемной техники. Расширяются функциональные возможности поверхностного привода, повышается надежность передачи вращающего момента на полированный шток и приводную вращательную штанговую колонну. 1 ил.

Поверхностный привод штангового винтового насоса, включающий электродвигатель, редукторную вставку, вращатель в виде двухступенчатого редуктора и устьевой сальниковый превентор, отличающийся тем, что он снабжен регулировочным предохранительным водилом, выполненным в виде ведущего вала, нижняя часть которого снабжена фланцем и жестко связана с ведомым зубчатым колесом двухступенчатого редуктора, а внутри полого вала размещена регулировочная винтовая втулка, снабженная полумуфтой, взаимодействующей с ведомой полумуфтой посредством срезных штифтов расчетного диаметра, размещенных в каналах, выполненных в полумуфтах, причем ведомая полумуфта связана посредством полированного штока и штанговой вращательной колонны с рабочим органом насоса.