ПРИВОД СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА Российский патент 2009 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами.

Известен «Привод скважинного штангового насоса» (см. пат. RU №2150607, МКИ F04B 47/02, опубл. БИ №16 от 10.06.2000 г.), содержащий двигатель, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих и связанным через разомкнутое гибкое звено с колонной штанг, с центром тяжести противовеса, расположенным в плоскости, проходящей через ось непрерывного гибкого звена, причем привод может иметь криволинейную поверхность направляющего элемента, взаимодействующую с непрерывным гибким звеном, выполненным с переменным радиусом кривизны.

Недостатком привода является невозможность изменения длины хода штанг. Изменение объема добываемой жидкости у подобных приводов возможно только за счет изменения частоты питающего напряжения. Частотные преобразователи имеют высокую стоимость и чем мощнее привод, тем дороже преобразователь. Однако не всегда удается добиться необходимой степени отбора жидкости изменением частоты питающего напряжения. В таких случаях возникает необходимость производить замену привода, что приводит к дополнительным материальным затратам.

Известен также «Привод скважинного штангового насоса» (см. пат. RU №2200876, МКИ F04B 47/02, опубл. БИ №8 от 20.03.2003 г.), содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны, охваченные гибким непрерывным звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих и связанным через гибкое звено с колонной штанг.

Недостатком привода является: фиксированная длина хода колонны штанг, невозможность ее изменения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является осуществление возможности изменения длины хода штанг привода скважинного штангового насоса.

Поставленная техническая задача решается тем, что привод скважинного штангового насоса, содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, который установлен в направляющих и связан через гибкое звено посредством узла подвески с колонной штанг, узел подвески выполнен в виде двойного подвижного блока с гибким звеном, концы которого закреплены на стойках, установленных симметрично оси привода, а колонна штанг соединена с самоориентирующимся блоком, охватываемым гибким звеном, причем стойки содержат шкалу делений, а крепление концов гибкого звена осуществляется с помощью подвижных элементов, размещенных на стойках и выполненных в виде каретки с фиксатором.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

На фиг.1 изображен общий вид устройства, а - положение подвески в нижней мертвой точке (НМТ), б - положение подвески в верхней мертвой точке (ВМТ).

На фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Принятые обозначения: α - угол между вертикалью и гибким звеном, Sп - длина хода подвески привода, Sш - длина хода колонны штанг.

Привод скважинного штангового насоса (см. фиг.1) содержит основание 1, раму 2, шкалу делений 3, нанесенную на левую 4 и правую 4' стойки с каретками 5 и 5', с закрепленными в них концами гибкого звена 6, двойной блок 7, самоориентирующийся блок 8, соединенный с колонной штанг 9. Каретки 5 и 5' (см. фиг.2) содержат корпус 10, втулку 11, насаженную с возможностью вращения на ось 12, концевой зажим 13, стопорный винт 14.

Устройство работает следующим образом.

После монтажа привода на скважине на привод устанавливают двойной блок 7, закрепляют на колонне штанг 9 самоориентирующийся блок 8, протягивают гибкое звено 6 с охватом подвижного двойного блока 7 и самоориентирующегося блока 8, фиксируют концы гибкого звена 6 на стойках 4 и 4' с помощью концевых зажимов 13 в каретках 5 и 5'. Положение кареток 5 и 5' определяется необходимой длиной хода колонны штанг Sш.

Шкалы делений 3 и 3' проградуированы в относительных величинах и равны отношению Sш/Sп, которое может изменяться от 0,2 до 2, в зависимости от положения кареток 5 и 5'. Каретки 5 и 5' устанавливаются таким образом, чтобы углы α и α' были равны, это достигается положением кареток на соответствующих делениях шкал 3 и 3'. Каретки 5 и 5' фиксируются в соответствующих местах стоек 4 и 4' с помощью стопорного винта 14.

После завершения установки и регулировок запускается двигатель, при этом двойной блок 7 совершает возвратно-поступательное движение, которое через гибкое звено 6 передает возвратно-поступательное движение колонне штанг 9.

Блочная система подвески может удлинять или укорачивать длину хода колонны штанг Sш по отношению к длине хода двойных блоков 7, длина хода Sп которых фиксирована.

Предположим, что привод имеет длину хода, равную Sп=3 м, а длина хода колонны штанг должна быть Sш=1,2 м, для этого на шкалах 3 и 3' находят значение, равное отношению Sш/Sп=1,2/3=0,4. Установив на отметке 0,4 каретки 5 и 5', мы получим длину хода колонны штанг, равную Sш=1,2 м. Если же нам необходимо иметь длину хода, равную 5,7 м, то установив каретки на деление, равное Sш/Sп=5,7/3=1,9, мы получим заданное значение длины хода колонны штанг. Таким образом, перемещая концы гибкого звена вдоль стоек 4 и 4', мы имеем возможность плавно изменять длину хода колонны штанг.

Привод скважинного штангового насоса данной конструкции за счет возможности плавного изменения длины хода колонны штанг позволит более точно устанавливать необходимый режим добычи жидкости, что позволяет более эффективно использовать привод скважинного штангового насоса, а также отпадет необходимость в производстве широкого ряда приводов.

Изобретение предназначено для использования в нефтегазодобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Привод содержит раму и размещенный на ней двигатель. Механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент, охваченные гибким непрерывным звеном. Последний связан с кареткой, соединенной с противовесом, связанным через гибкое звено посредством узла подвески с колонной штанг. Узел подвески выполнен в виде двойного подвижного блока с гибким звеном, концы которого закреплены на стойках, установленных симметрично оси привода. Колонна штанг соединена с самоориентирующимся блоком, охватываемым гибким звеном. Стойки имеют шкалу делений в относительных величинах, значение которых меняется от 0,2 до 2. Узел подвески позволяет плавно изменять длину хода привода. Позволяет более эффективно эксплуатировать привод. 2 ил.

Привод скважинного штангового насоса, содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны, охваченные гибким непрерывным звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих и связанным через гибкое звено посредством узла подвески с колонной штанг, отличающийся тем, что узел подвески выполнен в виде двойного подвижного блока с гибким звеном, концы которого закреплены на стойках, установленных симметрично оси привода, а колонна штанг соединена с самоориентирующимся блоком, охватываемым гибким звеном, причем стойки содержат шкалу делений, а крепление концов гибкого звена осуществляется с помощью подвижных элементов, размещенных на стойках и выполненных в виде каретки с фиксатором.