Передвижной станок-качалка Российский патент 2023 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам подъема жидкости из скважин, оборудованных двухлифтовыми установками для одновременно-раздельной добычи нефти, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, с приводным устройством, расположенным на поверхности земли.

В настоящее время в ПАО «Татнефть» широкое применение нашли установки для одновременно-раздельной добычи нефти из одной скважины, в том числе двухлифтовые, в которых подъем продукции производится по отдельным лифтовых колоннам труб, а штанговые насосы приводятся в действие от двух наземных безбалансирных приводов, т.е. станков-качалок. При этом при проведении подземных ремонтов данных скважин, зачастую возникает проблема установки подъемного агрегата, для проведения спускоподъемных операций, так как откидывание головки балансира привода оказывается недостаточным, приходится производить демонтаж балансира привода, с его последующим монтажом после окончания ремонта. Это влечет за собой значительные затраты, в том числе потери нефти из-за простоев скважин.

Известны передвижной станок-качалка (патент RU №2135831, МПК F04B 47/02, опубл. 27.08.1999 в бюл. №24), мобильный привод глубинного штангового насоса, транспортируемый седельным автотягачем (патент RU №111591, МПК F04B 47/02, опубл. 20.12.2011 в бюл. №35), мобильный станок-качалка (патент RU №119039, МПК F04B 47/00, опубл. 10.08.2012 в бюл. №22).

Недостатками устройств являются:

- ограниченные технологические возможности, так как в процессе движения неизбежны постоянные остановки по регулировке процесса движения, низкая скорость движения, как следствие длительность подземного ремонта, повышенная аварийность и низкая надежность вследствие невозможности прогнозирования предстоящих осложнений движению;

- трудозатратность, т.к. для перемещения наземного привода необходимо предварительно подготавливать ровную поверхность, т.к. неравномерное ход/передвижение наземного привода, приводит к нарушению точности установки оборудования, повышенным динамическим нагрузкам на элементы привода, увеличению износа узлов оборудования, а также уменьшению срока его службы;

- при осуществлении ремонтных работ на скважинах, оборудованных двухлифтовыми установками для одновременно-раздельной добычи нефти, необходимо перемещать два наземных привода, что увеличивают мероприятия по проведению подготовительных работ с изменением месторасположения станков-качалок, технологических операций по передвижению приводов глубинных насосов, а по окончанию ремонта скважин - по стыковке и центровке станков-качалок на устье скважины.

Данные конструкции для передвижения наземного привода являются временным решением, только на период работ по благоустройству новых скважин, также они имеют сложную конструкцию и высокую стоимость, поэтому использование их в качестве постоянного стационарного привода глубинного насоса экономически крайне неэффективно.

Известен мобильный станок-качалка (патент RU №184853, МПК F04B 47/02, опубл. 12.11.2018 в бюл. №32), включающий мобильную платформу с установленным на ней балансирным станком-качалкой, состоящим из рамы, шарнирно-складной стойки, балансира с головкой, кривошипно-шатунного механизма, редуктора, электрического двигателя, клиноременной передачи, отличающийся тем, что мобильная платформа изготовлена в виде саней с закругленными по бокам полозьями, которая снабжена со стороны балансира с головкой направляющей вилкой, выполненной с возможностью взаимодействия с устьевой трубной головкой скважины для установки и ориентации станка-качалки.

Недостатками устройства являются:

- ограниченные технологические возможности, так как в процессе движения центровка станка-качалки при ее повторной установке, несмотря на наличие направляющей вилки, является затруднительной, что неизбежны постоянные остановки по регулировки процесса движения, низкая скорость движения, как следствие длительность подземного ремонта, повышенная аварийность и низкая надежность вследствие невозможности прогнозирования предстоящих осложнений движению;

- низкая надежность, связанная с жестким соединением платформы (саней) с остальными узлами устройства приводит к повышенным динамическим нагрузкам на элементы привода (передачи вибрации от редуктора), увеличению износа узлов оборудования, а также уменьшению срока его службы.

Наиболее близким к предлагаемому является типовой станок-качалка (ГОСТ 5866-76), состоящий из рамы, закрепляемой на бетонном фундаменте, пирамиды, балансира с головкой, кривошипно-шатунного механизма, редуктора, электрического двигателя, клиноременной передачи, тормозного устройства (Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. Учебник для вузов. М., Недра, 1983, с.350-351, 385), который имеет откидную поворотную головку балансира, что облегчает работу бригады подземного ремонта и снижает риск травматизма при постановке подъемного агрегата для проведения подземного ремонта скважины по сравнению с ранее выпускавшимися станками-качалками с откидными головками балансира.

Недостатками данного станка-качалки являются ограниченные технологические возможности, так как при проведении подземных ремонтных работ на скважинах, оборудованных двухлифтовыми установками для одновременно-раздельной добычи с двумя станками-качалками, зачастую возникает проблема перемещения подъемного оборудования (наземного привода) для проведения спускоподъемных операций, так как откидывание головки балансира привода оказывается недостаточным, приходится производить демонтаж балансира привода, с его последующим монтажом после окончания ремонта, что влечет за собой значительные затраты, в том числе потери нефти из-за простоев скважин.

Техническим результатом предлагаемого станка-качалки является расширение технологических возможностей, за счет обеспечения плавного перемещения подъемного оборудования при проведении подземного ремонта скважины, оборудованной двухлифтовыми установками для одновременно-раздельной добычи нефти, оптимизации процесса центровки при повторной установке в рабочее положение, а также повышение надежности за счет снижения вибраций при эксплуатации, сокращение длительности подземного ремонта при повышение производительности за счет исключения остановок по регулировки процесса движения, увеличения скорости движения, высокой надежности вследствие возможности прогнозирования предстоящих осложнений движению.

Технический результат достигается передвижным станком-качалкой, включающим раму, закрепляемую на бетонном фундаменте, пирамиду, балансир с головкой, кривошипно-шатунный механизм, редуктор, электрический двигатель, клиноременную передачу, тормозное устройство.

Новым является то, что рама выполнена сборной, включающей основание, основную раму, как минимум четыре колеса, противооткатные упоры, установленные на основание, и как минимум четыре фиксатора, при этом основание представляет собой жесткую сварную раму из двух поперечных балок и двух рельс для колес, основание снабжено с двух концов двумя тупиковыми, виброгасящими упорами, основная рама выполнена с возможностью перемещения по основанию на колесах, основная рама снабжена с двух концов двумя упорными устройствами, а со стороны тормозного устройства основная рама снабжена одним сцепным устройством, при этом тупиковые, виброгасящие упоры выполнены с прорезиненной внутренней поверхностью, взаимодействующей в рабочем положении с упорными устройствами, колеса закреплены на приводных валах.

На фиг. 1, 2 изображена схема передвижного станка-качалки, где фундамент - 1, пирамида - 2, балансир - 3, головка - 4, кривошипно-шатунный механизм - 5, редуктор - 6, электрический двигатель - 7, клиноременная передача - 8, тормозное устройство - 9, основная рама - 10, колеса - 11, противооткатный упор для колес - 12, основание - 13, сцепное устройство - 14, тупиковый, виброгасящий упор - 15, 15^/, траверса - 16, канатная подвеска - 17, устьевой шток - 18, фиксатор - 19, упорное устройство - 20, 20^/, жесткая сцепка - 21, грузовой автомобиль - 22.

На фиг. 3 изображена схема колесной пары и рамы.

Передвижной станок-качалка содержит раму, закрепляемую на бетонном фундаменте 1, пирамиду 2, балансир 3 с головкой 4, кривошипно-шатунный механизм 5, редуктор 6, электрический двигатель 7, клиноременную передачу 8, тормозное устройство 9.

Рама выполнена сборной, включающей основание 13, основную раму 10, как минимум четыре колеса 11, противооткатные упоры 12, установленные на основание 13, и как минимум четыре фиксатора 19.

При этом основание 13 представляет собой жесткую сварную раму из двух поперечных балок и двух рельс для колес (на фиг. 1-3 не обозначены).

Основание 13 снабжено с двух концов двумя тупиковыми, виброгасящими упорами 15, 15^/.

Основная рама 10 выполнена с возможностью перемещения по основанию 13 на колесах 11. Обеспечивает плавное и оперативное перемещение привода глубинного насоса перед проведением подземного ремонта скважины без их демонтажа, оптимизирует процесс центровки при повторной установке в рабочее положение. Сокращает длительность подземного ремонта при повышение производительности за счет исключения остановок по регулировки процесса движения, увеличения скорости движения, высокая надежность вследствие возможности прогнозирования предстоящих осложнений движению.

Основная рама 10 снабжена с двух концов двумя упорными устройствами 20, 20^/, а со стороны тормозного устройства 9 основная рама 10 снабжена одним сцепным устройством 14. Повышает надежность за счет снижения вибраций при эксплуатации

При этом тупиковые, виброгасящие упоры 15, 15^/ выполнены с прорезиненной внутренней поверхностью, взаимодействующей в рабочем положении с упорными устройствами 20, 20^/.

Колеса 11 закреплены на приводных валах (на фиг. 1-3 не обозначены).

Предлагаемый станок-качалка работает следующим образом.

Станок-качалку устанавливается на бетонный фундамент 1, запускается в работу после спуска глубинно-насосного оборудования и обвязки устьевого оборудования. Электрический двигатель 7 передает вращение через клиноременную передачу и редуктор 6 на кривошипно-шатунный механизм 5. Кривошипно-шатунный механизм 5 преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное движение балансира 3 с головкой 4, которая приводит через траверсу 16 и канатную подвеску 17 в соответствующее движение устьевой шток 18 и колонну штанг с плунжером насоса для добычи продукции пласта (на фиг. 1-3 не обозначены) на поверхность.

Перед проведением подземного ремонта станок-качалку останавливается, фиксируется тормозным устройством 9, траверсу 16 станка-качалки отсоединяется от устьевого штока 18.

Фиксаторы 19 ослабляются, убираются противооткатные упоры 12 для колес 11, а с помощью жесткой сцепки 21 основная рама 10 соединяется с грузовым автомобилем дежурного звена, и станок-качалка отодвигается от устья до тупиковых упоров, далее производится установка противооткатных упоров 12 для колес, закрепление фиксаторов 19 и отсоединение сцепки 21.

Тупиковые, виброгасящие упоры 15, 15^/ обеспечивают дополнительное фиксирование и ограничение, а также благодаря мягкой внутренней конструкции обеспечивают гашение вибраций при работе станка-качалки.

Далее производится установка подъемного оборудования для проведения подземного ремонта скважины с заменой глубинно-насосного оборудования. По завершению ремонта установка станка-качалки в рабочее положение производится в обратном порядке.

Предлагаемый станок-качалка расширяет технологические возможности, за счет обеспечения плавного и оперативного перемещения привода глубинного насоса перед проведением подземного ремонта скважины, оборудованной двухлифтовыми установками для одновременно-раздельной добычи нефти, оптимизации процесса центровки при повторной установке в рабочее положение, а также повышает надежность за счет снижения вибраций при эксплуатации, сокращает длительность подземного ремонта при повышение производительности, сокращает потери нефти.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, с приводным устройством, расположенным на поверхности земли. Станок-качалка содержит раму, закрепляемую на бетонном фундаменте 1, пирамиду 2, балансир 3 с головкой 4, кривошипно-шатунный механизм 5, редуктор 6, электрический двигатель 7, клиноременную передачу 8, тормозное устройство 9. Рама выполнена сборной, включающей основание 13, основную раму 10, как минимум четыре колеса 11, противооткатные упоры 12, установленные на основание 13, и как минимум четыре фиксатора 19. Основание 13 представляет собой жесткую сварную раму из двух поперечных балок и двух рельс для колес 11. Основание 13 снабжено с двух концов двумя тупиковыми виброгасящими упорами 15, 15'. Рама 10 выполнена с возможностью перемещения по основанию 13 на колесах 11. Рама 10 снабжена с двух концов двумя упорными устройствами 20, 20'. Со стороны устройства 9 рама 10 снабжена одним сцепным устройством 14. Упоры 15, 15' выполнены с прорезиненной внутренней поверхностью, взаимодействующей в рабочем положении с устройствами 20, 20'. Колеса 11 закреплены на приводных валах. Изобретение направлено на расширение технологических возможностей, повышение надежности, сокращение длительности подземного ремонта. 3 ил.

Передвижной станок-качалка, включающий раму, закрепляемую на бетонном фундаменте, пирамиду, балансир с головкой, кривошипно-шатунный механизм, редуктор, электрический двигатель, клиноременную передачу, тормозное устройство, отличающийся тем, что рама выполнена сборной, включающей основание, основную раму, как минимум четыре колеса, противооткатные упоры, установленные на основание, и как минимум четыре фиксатора, при этом основание представляет собой жесткую сварную раму из двух поперечных балок и двух рельс для колес, основание снабжено с двух концов двумя тупиковыми виброгасящими упорами, основная рама выполнена с возможностью перемещения по основанию на колесах, основная рама снабжена с двух концов двумя упорными устройствами, а со стороны тормозного устройства основная рама снабжена одним сцепным устройством, при этом тупиковые виброгасящие упоры выполнены с прорезиненной внутренней поверхностью, взаимодействующей в рабочем положении с упорными устройствами, колеса закреплены на приводных валах.