ПРИВОД ДЛЯ ГЛУБИННО-НАСОСНОЙ ШТАНГОВОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2012 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к штанговой насосной установке при отборе жидкости из скважины, и может быть использовано и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Известна глубинно-насосная штанговая установка, содержащая насос, насосные штанги, стойку, балансир с головкой, шатуны, кривошипы с закрепленными на них противовесами, редуктор, электродвигатель (Е.И.Бухаленко, Ю.Г.Абдуллаев. Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования. - М.: Недра, 1985 г., с.21-22).

Такие установки значительную часть от времени работы тратят на подготовительный ход насосных штанг вниз, что составляет половину времени работы установки.

Известен привод для глубинно-насосной штанговой установки, содержащий двигатель, связанный непосредственно или через редуктор с механизмом, содержащим два шатуна, по меньшей мере, один сателлит и два центральных колеса, причем, по меньшей мере, сателлит и одно из центральных колес или два центральных колеса связаны с шатунами, а другими концами шатуны связаны с глубинно-насосной штанговой установкой через балансир или непосредственно с насосными штангами (RU 2278994 C1, 27.06.2006).

Недостатком данной конструкции является то, что передаваемые усилия через шатуны имеют разные значения между собой и поэтому на балансире возникают крутящие моменты, создающие вибрацию на станке-качалке. Чтобы снизить крутящие моменты, необходимо максимальное сближение кривошипов между собой, что в свою очередь приводит к изменению конструкции и усложнению других узлов в станке-качалке.

Наиболее близким к описываемому устройству является привод для глубинно-насосной штанговой установки, содержащий двигатель, связанный непосредственно или через редуктор с содержащим по меньшей мере один сателлит и два колеса дифференциальным механизмом (ЕА 12103 В1, 28.08.2009).

Недостатком известного привода являются высокие вибрации станка-качалки.

Задачей, поставленной в настоящем изобретении, является устранение вредных крутящих моментов, вызывающих вибрацию станка-качалки, сохраняя возможность получения разности соотношений времени хода насосных штанг при ходе вверх ко времени при ходе вниз.

Указанная задача и технический результат достигаются тем, что привод для глубинно-насосной штанговой установки, содержащий двигатель, связанный непосредственно или через редуктор, с содержащим, по меньшей мере, один сателлит и два колеса дифференциальным механизмом, привод содержит дополнительно, по меньшей мере, один дифференциальный механизм, при этом каждый дифференциальный механизм имеет выходной вал и корпус, который жестко связан с корончатым колесом, при этом выходной вал и корпус каждого дифференциального механизма связаны с кривошипами и шатунами.

Кроме того, редуктор и два дифференциальных механизма находятся в одном корпусе.

Редуктор связан с дифференциальными механизмами через цепную или ременную передачи или карданный вал.

Редуктор находится между дифференциальными механизмами и соединен с ними непосредственно или через муфты.

Изобретение иллюстрируется на чертежах, где на фиг.1 изображен привод для глубинно-насосной штанговой установки, схематичное изображение внешнего вида станка-качалки. На фиг.2 - привод для глубинно-насосной штанговой установки, вид А фиг.1, вариант исполнения привода - редуктор и два дифференциальных механизма находятся в одном корпусе.

На фиг.3 - привод для глубинно-насосной штанговой установки, вид А на фиг.1, вариант исполнения привода - редуктор связан с дифференциальными механизмами через цепную или ременную передачи.

На фиг.4 - привод для глубинно-насосной штанговой установки, вид А на фиг.1, вариант исполнения привода - редуктор находится между дифференциальными механизмами и соединен с ними через муфты.

Привод для глубинно-насосной штанговой установки содержит стойку 1, балансир 2, насосные штанги 3, привод 4, в составе которого электродвигатель 5, редуктор 6, два дифференциальных механизма 7, генерирующие возвратно-поступательные движения для балансира 2 с разной скоростью противоположных ходов. Валы дифференциальных механизмов 7 связаны с кривошипами 8. Кривошипы 8 связаны с балансиром 2 через шатуны 9. Корончатые шестерни 10 дифференциальных механизмов 7 связаны с балансиром 2 через кривошипы 11 и шатун или шатуны 12. Возможна установка корончатых колес 10 на вращающихся корпусах дифференциальных механизмов 7. В этом случае шатуны 12 соединены шарнирно непосредственно с корпусами дифференциальных механизмов 7.

Возможно изготовление привода 4, в котором редуктор 6 и два дифференциальных механизма 7 встроены в один корпус. Также возможно изготовление привода 4, в котором редуктор 6 связан с дифференциальными механизмами 7 через цепную или ременную передачи 13 или через карданный вал (на чертеже условно не показан). Как вариант исполнения возможно изготовление привода 4, включающего отдельно расположенный редуктор 6 и связанные с ним дифференциальные механизмы 7, соединив выходные валы редуктора 6 с входными валами дифференциальных механизмов 7.

Возможно изготовление редуктора 6 и дифференциальных механизмов 7 с различными вариантами исполнения конструкций, в том числе и с коническими колесами и иными аналогами колес (другие возможные варианты исполнения условно не показаны).

Привод для глубинно-насосной штанговой установки работает следующим образом.

Электродвигатель 5 непосредственно или через редуктор 6 вращает дифференциальные механизмы 7, генерирующие возвратно-поступательные движения балансира 2, с разной скоростью противоположных ходов через кривошипы 8 и 11 и шатуны 9 и 12. При этом кривошипы 8 будут вращаться синхронно под одним углом и параллельно друг другу в одной плоскости. Поэтому передаваемые усилия через шатуны 9 будут равными и одинаково направленными. Таким образом, на балансире 2 не будет возникать вредных крутящих моментов, вызывающих вибрацию станка-качалки.

Шатун 12, связанный с кривошипами 11, которые в свою очередь соединены с корончатыми колесами 10 дифференциальных механизмов 7, будет задавать разную скорость вращения балансиру 2, в результате чего будут получены разные соотношения времени хода насосных штанг, при ходе вверх к времени при ходе вниз. Возможен вариант, когда шатун 12 шарнирно соединен с вращающимися корпусами дифференциальных механизмов 7, на которых установлены корончатые колеса 10.

Возможна установка данного привода на глубинно-насосную штанговую установку с одноплечим балансиром или подсоединение привода 4 непосредственно к насосным штангам 3 (данные возможные варианты исполнения условно не показаны).

Возможно изготовление привода 4 без редуктора 6, где дифференциальные механизмы 7 выполняют также и функцию редуктора 6 (данный возможный вариант исполнения условно не показан).

Заявляемый привод для глубинно-насосной штанговой установки может быть изготовлен на стандартном оборудовании из известных материалов с использованием известных технологий.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к штанговой насосной установке при отборе жидкости из скважины, и может быть использовано и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства. Привод для глубинно-насосной штанговой установки содержит двигатель (5), связанный непосредственно или через редуктор (6) с дифференциальным механизмом (7). Привод содержит дополнительно, по меньшей мере, один дифференциальный механизм. Каждый дифференциальный механизм (7) имеет выходной вал (9) и корпус (14), который жестко связан с корончатым колесом (11). Выходной вал (9) и корпус (14) каждого дифференциального механизма (7) связаны с кривошипами (9,12) и шатунами (13). Редуктор (6) и два дифференциальных механизма (7) могут находиться в одном корпусе. Редуктор (6) может быть связан с дифференциальными механизмами (7) через цепную или ременную передачи (17) или карданный вал. Редуктор (6) может находиться между дифференциальными механизмами (7) и соединен с ними через муфты (16). Устраняются вредные крутящие моменты, вызывающие вибрацию станка-качалки, сохраняя при этом возможность получения разности соотношения времени хода насосных штанг при ходе вверх ко времени при ходе вниз. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Привод для глубинно-насосной штанговой установки, содержащий двигатель, связанный непосредственно или через редуктор с содержащим, по меньшей мере, один сателлит и два колеса дифференциальным механизмом, отличающийся тем, что привод содержит дополнительно, по меньшей мере, один дифференциальный механизм, при этом каждый дифференциальный механизм имеет выходной вал и корпус, который жестко связан с корончатым колесом, при этом выходной вал и корпус каждого дифференциального механизма связаны с кривошипами и шатунами.

2. Привод для глубинно-насосной штанговой установки по п.1, отличающийся тем, что редуктор и два дифференциальных механизма находятся в одном корпусе.

3. Привод для глубинно-насосной штанговой установки по п.1, отличающийся тем, что редуктор связан с дифференциальными механизмами через цепную или ременную передачи или карданный вал.

4. Привод для глубинно-насосной штанговой установки по п.1, отличающийся тем, что редуктор находится между дифференциальными механизмами и соединен с ними непосредственно или через муфты.