СТАНОК-КАЧАЛКА Российский патент 2012 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, как при обычной, так и при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов двумя скважинными штанговыми насосами в одной скважине.

Известен станок-качалка, содержащий размещенные на раме электродвигатель, редуктор, стойку, кривошипно-шатунный механизм, балансир с противовесом, головку балансира, связанного с колонной насосных штанг посредством канатной подвески (Муравьев И.М. Техника и технология добычи нефти и газа. «Недра», М., 1971, стр.319).

Недостатками станка-качалки является невозможность одновременного привода двух штанговых насосов в одной скважине с различной степенью откачки жидкости, а также малая длина хода колонн насосных штанг.

Известен привод скважинного штангового насоса, выполненный в виде станка-качалки, содержащий размещенные на раме электродвигатель, редуктор, стойку, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательные, противовес, головку балансира, связанные с колонной насосных штанг, посредством канатной подвески дополнительные стойки, на вершинах которых установлены жестко соединенные между собой шкивы с закрепленными на них одним концом канатами, попарно образующих три канатные пары, причем другим концом одна канатная пара соединена с подвеской станка-качалки, другая канатная пара посредством подвески соединена со второй колонной штанг, а третья канатная пара соединена с противовесом, размещенным между стойками с возможностью перемещения посредством роликов, причем отношение диаметров шкивов равно отношению длины ходов колонн штанг (RU №2351802, 27.03.2009). Недостатками данного привода являются значительная металлоемкость, высокая стоимость, а также сложность конструкции и монтажа.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей станка-качалки без значительных затрат, а именно увеличение длины хода колонны насосных штанг без изменения величины хода балансира станка-качалки, а также осуществление привода двух штанговых насосов в одной скважине с различной интенсивностью откачки жидкости.

Поставленная техническая задача решается тем, что станок-качалка, содержащий на выполненном из рамы и стойки каркасе электродвигатель, редуктор, кривошипно-шатунный механизм, балансир с противовесом, имеет подвеску, выполненную в виде ленты, например, из металла, закрепленной одним концом на каркасе, а другим концом с колонной насосных штанг, причем лента охватывает два направляющих шкива, один из которых установлен на балансире, а другой - на кронштейне, размещенном на раме. Станок-качалка дополнительно содержит направляющий шкив, установленный на раме и охватываемый лентой, закрепленной одним своим концом на балансире. Станок-качалка дополнительно содержит подвеску, выполненную в виде ленты, например, из синтетического материала, закрепленной одним концом на каркасе, а другим концом со второй колонной насосных штанг, причем лента охватывает два дополнительных направляющих шкива, один из которых установлен на балансире, а другой - на кронштейне.

На фиг.1 показан вариант I станка-качалки с удлинением хода колонны штанг до 2-х крат.

На фиг.2 - вариант II станка-качалки с удлинением хода колонны штанг до 3-х крат.

На фиг.3 - вариант III станка-качалки для одновременного привода двух штанговых насосов в одной скважине.

Станок-качалка содержит каркас, состоящий из рамы 1 и стойки 2, электродвигатель 3, редуктор 4, приводимый в движение посредством кривошипа 5 и шатуна 6, балансир 7, в передней части которого размещен направляющий шкив 8, направляющий шкив 9, закрепленный на кронштейне 10, ленту 11, закрепленную одним концом А на каркасе, а другим концом В с колонной насосных штанг (см. фиг.1). Станок-качалка по варианту II дополнительно содержит направляющий шкив 12, охватываемый лентой 11 и закрепленный концом А на балансире (см. фиг.2). Станок-качалка по варианту III дополнительно содержит направляющие шкивы 13 и 14, установленные соответственно на балансире 7 и кронштейне 10 и охватываемые дополнительной лентой 15, закрепленной одним концом А¹ на раме 1, а другим концом В¹ со второй колонной насосных штанг (см. фиг.3).

Станок-качалка по варианту I работает следующим образом (см. фиг.1). Перед установкой станка-качалки на площадку должны быть проведены подготовительные работы. Конец В ленты 11 должен быть уже закреплен на колонне насосных штанг и выходить из устьевого сальника достаточной длины. Ленту 11 размещают таким образом, чтобы она охватывала шкивы 8 и 9, а конец А ленты 11 в зависимости от необходимой длины хода колонны насосных штанг крепят в одной из четырех точек крепления на каркасе станка-качалки. В точке крепления «а» длина хода колонны штанг будет наименьшей и равна длине хода балансира 7, крепление А ленты 11 в точке «d» обеспечит длину хода, большую в два раза. При включении станка-качалки балансир 7 совершает возвратно-поступательные движения, вытягивает ленту из скважины и возвращает ее обратно.

Станок-качалка по варианту II работает следующим образом (см. фиг.2).

После проведения подготовительных работ и установки станка-качалки на рабочее место на раму 1 устанавливают дополнительный направляющий шкив 12. Ленту 11 размещают таким образом, чтобы она последовательно охватывала шкивы 9, 8, 12, а ее конец А крепят на балансире. При выполнении балансиром возвратно-поступательных движений происходит удлинение и укорачивание трех ветвей ленты 11. Такая схема монтажа позволит трехкратно увеличить длину хода колонны насосных штанг.

Станок-качалка по варианту III работает следующим образом (см. фиг.3).

При проведении подготовительных работ необходимо, чтобы конец В¹ второй ленты 15 был закреплен на второй колонне насосных штанг и был достаточной длины на поверхности. На станок-качалку устанавливают дополнительно еще два направляющих шкива, шкив 13 на балансир 7, шкив 14 на кронштейн 10, а конец А¹ ленты 15 к каркасу станка-качалки. При совершении балансиром возвратно-поступательных движений происходит одновременное удлинение ветвей обоих лент, что, в свою очередь, приводит в работу соответствующие плунжеры насосов. Такая схема обвязки позволяет осуществлять привод двух штанговых насосов одновременно, причем длину хода колонны насосных штанг можно менять индивидуально у каждого насоса.

Станок-качалка данной конструкции позволяет значительно увеличить длину хода плунжера глубинного насоса, а также обеспечить привод двух штанговых насосов одной установкой при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной, при этом возможно индивидуальное регулирование отбора жидкости. Благодаря применению ленты возможно значительное уменьшение веса колонны насосных штанг, что в итоге приводит к снижению потребления электроэнергии.

Изобретение предназначено для использования в нефтегазодобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами, как при обычной, так и при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в одной скважине. Содержит каркас, выполненный из рамы и стойки, электродвигатель, редуктор, кривошипно-шатунный механизм, балансир с противовесом и подвеску, связанную с колонной насосных штанг. Подвеска выполнена в виде ленты, например металлической, закрепленной одним концом на каркасе, а другим концом с колонной насосных штанг. Лента охватывает два направляющих шкива, один из которых установлен на балансире, а другой на кронштейне, размещенном на раме. Станок-качалка позволяет кратко (до 3-х) увеличить длину хода колонны насосных штанг благодаря использованию ленты в качестве подвески и направляющих шкивов. Наличие двух лент с соответствующими направляющими шкивами обеспечивает привод двух штанговых насосов с необходимой индивидуальной интенсивностью отбора жидкости. Крепление лент на каркасе станка-качалки обеспечивает дискретное изменение длины хода соответствующих колонн насосных штанг. Устройство заменяет длинноходовые приводы, а также в некоторых случаях два станка-качалки при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной. Повышает надежность оборудования, снижает металлоемкость и стоимость. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Станок-качалка, содержащий на выполненном из рамы и стойки каркасе, электродвигатель, редуктор, кривошипно-шатунный механизм, балансир с противовесом, подвеску, связанную с колонной насосных штанг, отличающийся тем, что подвеска выполнена в виде ленты, например металлической, закрепленной одним концом на каркасе, а другим концом с колонной насосных штанг, причем лента охватывает два направляющих шкива, один из которых установлен на балансире, а другой - на кронштейне, размещенный на раме.

2. Станок-качалка по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит направляющий шкив, установленный на раме и охватываемый лентой, закрепленной одним своим концом на балансире.

3. Станок-качалка по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит подвеску, выполненную в виде ленты, например, из синтетического материала, закрепленной одним концом к каркасу, а другим концом со второй колонной насосных штанг, причем лента охватывает два дополнительных направляющих шкива, один из которых установлен на балансире, а другой - на кронштейне.