Привод скважинного штангового насоса Советский патент 1983 года по МПК F04B47/02 

t10 Изобретение относигся к технике добычи нефти, в частности к беэбапансирным приводам скважинных штанговых насосов, и может быть использовано в нефтедобывающей промышпенности для передачи возвратно-поступательного движения скважинному штанговрму насосу посредством колонны штанг. Известен дпинноходовой безбапансирный привод скважинного штангового насоса, содержащий механизм возвратно-поступатепьного движения с переключателем приводимый в действие электродвигателем через редуктор, направляющие ропики, установленные на устье скважины и охваченные гибким звеном, которое одним концом соединено с точкой подвеса копонны щтанг, а также уравновешивающие контргрузы 1 . Недостаток известной конструкции привода состоит в том, что он сложен конструктивно, металлоемок, требует строитепьства специального фундамента и за счет непрерывной работы электродвигателя обладает большим расходом электроэнергии. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дбстигаемому результату является привод скважинного штангового насоса, содержащий направляющие ролики, установленные на устье скважины и охваченные гибким звеном, механизм возвратно-поступательного движения, выполненный в виде горизонтально расположенного неподвижного гидродилиндра одностороннего действия, в рабочей попости которого установлен плунжер со штоком, и снабженный топкате лем по меньшей мере с одним свобод но вращающимся роликом,охваченным гибКИМ звеном, которое одним концом соедини но с точкой подвеса колонны штанг, а другим - с толкателем, взаимодействующим с переключателем, связанным с приводным двигателем, причем рабочая полость гидроцилиндра, сообщенная с газогидравлическим аккумулятором, при прямом ходе его плунжера связана с источником высокого давления, а при обра т ном с предохранительным клапаном и дросселем автоматического регулирования 2. При работе такого привода необходимо обязательное наличие специального источника высокого давления и системы гидрораспредепителей, что сужает обпасть применения и функциональные возможност

привода.

Цель У1зобретения - расширение функциональных возможностей.

а другим концом 14 - с толкателем 11, взаимодействующим с переключателем 15, связанным с приводным двигателем 36 Указанная цель достигается тем, что в приводе скважинного-штангового насоса, содержащем направляющие ролики, установленные на устье скважины и охваченные гибким звеном, механизм возвратно-поступательного движения, выполненный в виде горизонтально расположенного неподвижного гидроиилиндра одностороннего действия, в рабочей полости которого установлен плунжер -со штоком, и снабженный толкателем по меньшей мере с одним свободно вращающимся роликом, охваченным гибким звеном, которое одним концом соединено с точкой подвеса колонны штанг, а другим - с толкателем, взаимодействующим с переключателем, связанным с приводным двигателем,причем рабочая полость гидроцилиндра, сообщенная с газогидравлическим аккумулятором, при прямом ходе его плунжера связана с источником высокого давления, а при обратном - с предохранительным клапаном и дросселем автоматического регулирования, MexaHH3ivf возвратно-поступательного движения снабжен редуктором и механическим преобразователем, выполненным в виде передачи винт - гайка с шариками и выключающейся односторонней обгонной муфты, при этом шток плунжера гидроцилиндра одностороннего действия выполнен в виде винта передачи винт - гайка с шариками, а гайка последней связана с ведомым колесом редуктора через обгонную муфту. Источником высокого давления служит нагнетательная линия штангового насоса с дополнительно установленным в ней обратным клапаном. На чертеже схематично представлен привод скважинного штангового насоса, общий вид. Привод скважинного штангового насоса содержит направляющие ролики 1-3, уотавовленные на устье скважины 4 и охваченные гибким .звеном 5, механизм 6 возвратно-поступательного движения, выполненный в виде горизонтально расположенного неподвижного гидроцилиндра 7 одностороннего действия, в рабочей полости 8 которого установлен плунжер 9 со штоком 10, и снабженный толкателем 11 по меньшей мере, с одним свободно вращающимся роликом 1, охваченным гибким звеном 5, которое одним концом 12 соединено с точкой 13 подвеса колонны штанг (на чертеже не показана). 16. Рабочая попость 8 гидроципиндра 7, сообщенная с газогидравличееким аккумулятором 17, при прямом ходе его плунжера 9 связана с источником 18 высокого давления, а при обратном - с предохранительным клапаном 19 и дросселем 2О автоматического регулирования. Механизм 6 возвратно-поступательного движения снабжен редуктором 21 и механическим преобразбвателем, выполне ным в виде передачи винт - гайка с шариками 22 и выключающейся односторонней обгонной муфты 23, при этом шток 1О плунжера 9 гидроципиндра 7 одностороннего действия выполнен в виде винта 24 передачи винт - гайка с шариками 22. Гайка 25 последней связана с ведомым колесом 26 редуктора 21 через обгонную муфту 23. Источником 18 высокого давления служит нагнетательная пиния 27 штангового насрса (на чертеже не показан) с дополнительно установленным в ней обратным клапаном 28. Иаправлякзщие ролики 1 и 2 уста новлены соответственно на головке толкателя 11 и у основания привода, а направля ющий ролик 3 установлен на откидном кронштейне 29, соб эанном на опоре 30 около устья скважины 4. Толкатель 11 закреплен на одном из концов винта 24 и дополнительно снабже направляющим роликом 31, катящимся по продольному желобу 32, выполненному в гидроцилиндре 7 и предусмотренному для восприятия реактивного момента, возникающего в передаче винт - гайка с шари ками 22, причем на этом же конце винта 24 имеется упор 33 для переключения конечных выключателей 34 и 35 переключателя 15, вмонтированных в цепи питания двигателя 16, связанного с ведущим валом 36 редуктора 21, на котором установлено ведущее колесо 37 последнего. Нагнетательная линия 27 штан гового насоса снабжена фильтром 38 грубой очистки. Привод скважинного штангового насос работает бледующим образом. При рабочем ходе толкатель 11 под действием осевой силы, развиваемой передачей винт - гайка с шариками 22, поступательно двигаясь, натягивает перекинутое через упорно-направляющие ролики 1-3 гибкое звено 5, тяговый конец 12 которого соединен в точке 13 подвеса, и поднимает колонну штанг вверх. При этом поднимаемая из скважины добываемая смесь (нефть) по нагнетательой линии 27 штангового насоса через ильтр 38 грубой очистки и обратный лапан 28 всасывается в рабочую поость 8 гидроцининдра 7. Достигнув пра4ого крайнего положения, толкатель 11 осредством упора 33 и конечного выпючатеги 35 отключает питание двигаеля 16 и останавливает привод. Затем под действием силы натяжения гибкого звена 5, создаваемой силой тяжести маосы колонны , толкатель 11 движется в обратном направлении и благодаря наличию выключающейся односторонней обгонной муфты 23 или муфты свободного хода между зубчатым колесом 26 и передачей винт - гайка с шариками 22 все вращающиеся детали редуктора 21 и двигателя 16 отключаются от гайки 25 последней, что обеспечивает свободное перемещение винта 24 в обратном направлении, а связанный с ним плунжер 9 вытесняет из рабочей полости 8 гидроцилиндра 7 добываемую смесь через прео охранительный клапан 19 и автоматичеоки регулируемый дроссель 20, нагнетая ее в трубопровод. При этом скорость обратного перемещения толкателя 11 и, следовательно, колонны щтанг регулируется степенью открялтия отверстия в автоматически регулируемом дросселе 20, а уравновешивание сил, действующих на топка те ль 11 и плунжер 9, достигается переладом давления в рабочей полости 8 гидроцилиндра 7, создаваемым предох раннтепьным клапаном 19, благодаря наличию которого часть энергии смеси, вытесняемой из рабочей полости гидроцилиндра, задерживается в газогидравпическом аккумуляторе 17 в виде гидростатического давления, создаваемого как противодействие находящемуся в нем сжатому газу. Достигнув левого крайнего положения, толкатель 11 посредством упора 33 и конечного выключателя 34 включает двигатель 16 привода, вращательное движение которого преобразуется в поступательное передачей винт - гайка с шарика4 ми 22. При этом часть инерционных сип, возникающих в системе привода, преодолевается потенциальной энергией сжатого газа, имеющегося в газогидравпическом аккумуляторе 17 - находящаяся в нем смесь под действием давпешя сжатого газа поступает в рабочую полость 8 гидроцилиндра 7 и двигает плунжер 9 по направлению хода толкателя 11 и, тем самым, значительно облегчает пусковой режим в момент включения двигателя 16.

1. ПРИВОД СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА, содержащий нешравпяюшке ропвки, устаиовпенные на устье скважины и охваченные гибким звеном, механизм возвратно-поступатепьного движения, выполненный в виде гори зонтапько расположенного неподвижного гидроиипиндра одностороннего действия, в полости которого установлен плунжер со utTOKOM, и снабженный топка- гепем по меньшей мере с одним свободно вращающимся роликом, охваченным гибким звеном, которое одним концом соединено с точкой подвеса копонны штанг, а другим - с толка тепем, взаимодействующим с перекшочателем, связанным с . приводным двигателем, причем рабочая полость гидроиипвндра, сообщенная с газогидравпическим аккумулятором, при прямом ходе его плунжера связана с йоточником высокого давления, а при обрптж: ;-с предохранительным клапаном и дросселем автоматйчвсжо1ч регулировайия, отличающийся тем, что, с цепью расширения функциональных возможностей, механизм возвратно-поступательного движения снабжен редуктором и механическим преобразователем, выполненным в виде передачи винт - гайка с шариками и выключающейся односторонней обгонной муфты, при этом шток плунжера вьтполнен в виде вин-га передачи винт - гайка с шариками, а гайка -последу ней связана с ведомым колесом редуктора через обгонную муфту. 2. Привод по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что источником ыасокого давления служит нагнетательная линия щтангового насоса с дополнительно устаts9 новленным в ней обратным клапаном. О Од СО Од