Привод скважинного штангового насоса Советский патент 1986 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к приводу скважинного штангового насоса, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На чертеже изображен привод скважинного штангового насоса, обш,ий вид.

Привод скважинного штангового насоса содержит по меньшей мере один асинхронный двигатель 1, стойку 2 с установленными на ней на одном валу 3 шкивами 4 и 5, в канавках (не обозначены) которых уложены гибкие связи 6 и 7, перекинутые через блоки 8-10, установленные на траверсах 11 -13, причем часть гибких связей 6 одним концом соединена с нодвеской колоны насосных труб 14, а другая часть гибких связей 7 - с подвеской колонны насосных штанг 15.

Вал 3, на котором установлены шкивы 4 и 5, выполнен единым с валом 16 двигателя 1. Вторые концы гибких связей 6 и 7 подвесок колонн насосных труб 14 и 15 штанг прикреплены к шкивам 4 и 5 с образованием полиспастов 17-19 с противоположным креплением и укладкой гибких связей 6 и 7 подвесок колонн насосных труб 14 и штанг 15.

Привод также снабжен дополнительным асинхронным двигателем 20, установленным на одном валу 16, а следовательно, и валу 3 с основным двигателем 1, при этом статорные обмотки (не показаны) двигателей 1 и 20 включены между собой пофазно- последовательно (не показано).

Привод скважинного шлангового насоса работает следующим образом.

Напряжение известным способом подают на основной 1 и дополнительный 20 асинхронные двигатели со стороны первого из них. Это напряжение делится между обоими двигателями поровну, т. е. на каждом из двигателей будет 0,5 номинального напряжения и 0,25 номинального пускового момента. При этом пусковые моменты двигателей 1 и 20 направлены навстречу друг другу и система остается неподвижной. В связи с этим кратковременно шунтируется дополнительный двигатель 20. Тогда на основном двигателе 1 напряжение возрастает до номинального и развивает номинальный пусковой момент, вращая вал 3, например, по часовой стрелке. Пусть при таком направлении гибкие связи 6 вращения наматываются на шкивы 5, а гибкие связи 7 сматываются со шкивов 4. Следовательно, подвеска колонны насосных труб 14 поднимается, а подвеска колонны насосных штанг 15 опускается. После запуска основного двигателя 1 дополнительный двигатель 20 рас- шунтируется. При этом снова происходит перераспределение напряжения сети между двигателями обратно пропорционально их

ВНИИПИ Заказ 4897/30

10

15

20

25

скольжению. Так как теля 1 минимально и бл жение двигателя 20 б напряжение на двигате нальному, а на двигат минальному, а на двига ет 0,1 номинального.

Момент двигателя ной второго порядка влияния на работу пр По мере укладки ги навки шкивов 5 виток вается радиус навивк возрастает момент от с ки колонны насосных ный к валу 3 навстре ля 1. Согласованный с 1 момент от силы тя сосных штанг 15 нао Нагрузка на двигатель ле полного схода гибк вов 4 колонна насосны а колонна насосных тру нечных уровней. Нагру гатель 1 возрастает нас навливается. Момент о вески колонны насосны ет максимальной вели силы тяжести подвески штанг 15 равен нулю, та диус навивки гибких св После остановки основн ла 3 напряжение сети с

30 двигателями 1 и 20 по взаимно уравновешены согласованно с момент двигателя 20 приложен жести подвески колонн Под действием этого мо ет вращаться против ча рону вращения дополн 20. У двигателя 1 скол ся до значения близко ветствии с изменением дит новое перераспред сети между двигателям теле 20 напряжение в ния близкого к номина теле 1 оно падает до ния. Двигатель 1 моме

45 двигатель 20 отрабатыв лонны насосных штанг насосных труб. Гибкие со шкивов 5, а гибкие ются на шкивы 4. Те радиус навивки гибких

50 и уменьшается радиус зей 6 на шкивы 5. Поэт тяжести колонны труб мент от силы тяжести штанг растет и нагруж его остановки при полн зей 6 со шкивов 5. Пос вода повторяется. Тираж 586 Подписное

35

40

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

0

5

скольжению. Так как скольжение двигателя 1 минимально и близко к нулю, а скольжение двигателя 20 больше единицы, то напряжение на двигателе 1 близко к номинальному, а на двигателе 1 близко к номинальному, а на двигателе 20 не превышает 0,1 номинального.

Момент двигателя 20 является величиной второго порядка малости и никакого влияния на работу привода не оказывает. По мере укладки гибких связей 6 в канавки шкивов 5 виток на виток увеличивается радиус навивки и, следовательно, возрастает момент от силы тяжести подвески колонны насосных труб 14, приложенный к валу 3 навстречу моменту двигателя 1. Согласованный с моментом двигателя 1 момент от силы тяжести подвески насосных штанг 15 наоборот уменьшается. Нагрузка на двигатель 1 увеличивается. После полного схода гибких связей 7 со шкивов 4 колонна насосных штанг опускается, а колонна насосных труб поднимается до конечных уровней. Нагрузка на основной двигатель 1 возрастает настолько, что он останавливается. Момент от силы тяжести подвески колонны насосных труб 14 достигает максимальной величины, а момент от силы тяжести подвески колонны насосных штанг 15 равен нулю, так как равен нулю радиус навивки гибких связей 7 на шкивы 4. После остановки основного двигателя 1 и вала 3 напряжение сети снова делится между

0 двигателями 1 и 20 поровну и их моменты взаимно уравновешены. Но теперь к валу 3 согласованно с моментом дополнительного двигателя 20 приложен момент от силы тяжести подвески колонны насосных труб 14. Под действием этого момента вал 3 начинает вращаться против часовой стрелки в сторону вращения дополнительного двигателя 20. У двигателя 1 скольжение увеличивается до значения близкого к двум. В соответствии с изменением скольжений происходит новое перераспределение напряжения сети между двигателями 1 и 20. На двигателе 20 напряжение возрастает до значения близкого к номинальному, а на двигателе 1 оно падает до минимального значения. Двигатель 1 момента не развивает, а

5 двигатель 20 отрабатывает цикл подъема колонны насосных штанг и опускания колонны насосных труб. Гибкие связи 6 сматываются со шкивов 5, а гибкие связи 7 наматыва-, ются на шкивы 4. Теперь увеличивается радиус навивки гибких связей 7 на шкивы 4

0 и уменьшается радиус навивки гибких связей 6 на шкивы 5. Поэтому момент от силы тяжести колонны труб уменьшается, а момент от силы тяжести колонны насосных штанг растет и нагружает двигатель 20 до его остановки при полном сходе гибких связей 6 со шкивов 5. После этого работа привода повторяется. Тираж 586 Подписное

5

0

. Ужгород, ул. Проектная, 4