Штанговая скважинная насосная установка Советский патент 1992 года по МПК F04B47/00 

-5 -в

-г

7

vj о XI

ю ю

N

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования и предназначено для эксплуатации скважин. оборудованных штанговым скважинным насосом в осложненных условиях. Цель изобретения - повышение надежности работы установки за счет исключения отворачивания резьбовых соединений колонны штанг. Установка включает в себя привод колонны насосных штанг 2 и насосно-компрессорных труб 5, скважинный насос 4, узел штангов- ращателя 6 и узел ограничения вращения подвески колонны штанг 3. Узел ограниче

Vu 1

ния вращения состоит из двух направляющих, установленных на устье скважины и перемещающейся по ним траверсы, соединенной с колонной штанг посредством фрикционной муфты. Узел штанговращателя располагается ниже устьевого уплотнения колонны штанг и содержит ведомую шестерню, жестко связанную с колонной насосно-компрес- сорных труб, Ведущую ш естерню, уста- новл енную - °

| ./ - - I л.,31

Via колонке штанг 2 с

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования и предназначено для эксплуатации скважин, оборудованных штанговым скважинным насосом в осложненных условиях.

Цель изобретения - повышение надежности работы установки за счет исключения отворачивания резьбовых соединений колонны штанг.

На фиг.1 - схема установки, на фиг.2 - узел штанговращателя, на фиг.З - узел подвески колонны насосных штанг, на фиг.4 - узел ограничения вращения подвески штанг.

Насосная установка включает в себя станок-качалку 1, колонну насосных штанг 2, которая вверху соединяется с узлом подвески 3, под которой расположено устьевое уплотнение, а внизу соединяется со скважинным насосом 4, колонну насосно-комп- рессорных труб 5 и узел штанговращателя 6 колонны насосных штанг 2. Насосные штанги соединены в колонну насосных штанг 2 при помощи резьбовых соединений 7, а на- сосно-компрессорные трубы - при помощи резьбовых соединений 8. Цилиндр 9 плунжерного насоса 4 прикреплен к колонне на- сосно-компрессорных труб 5, а шток 10 плунжера насоса 4 соединен с колонной насосных штанг 2 (фиг.1).

Узел штанговращателя 6 колонны насосных штанг расположен ниже устьевого уплотнения и содержит муфту сцепления 11 и ведомую 12 и ведущую 13 шестерни, Шестерни 12 и 13 выполнены с зубьями с ма- лым углом подъема. Неподвижная часть 14 муфты сцепления 11, составленная из двух симметричных по форме и скрепленных вместе при помощи болтового соединения частей, закреплена жестко на верхней голо- вке насосной штанги, низ которой связан со штоком 10 плунжерного насоса 4, Подвижвозможностью вращательного и поступательного движения относительно ее продольной оси. Ведущая шестерня в верхней части снабжена зубчатой полумуфтой сцепления, а соответствующая ей вторая полумуфта закреплена на колонне штанг. Резьбовые соединения колонны штанг и труб имеют противоположные направления. Шаг зубьев полумуфт выполнен не кратным шагу резьбы ведущей и ведомых шестерен. 1 з.п. ф-лы. 4 ил.

ная часть 15 муфты сцепления 11 закреплена на торцовой поверхности ведущей шестерни 13. Ведущая шестерня 13, выполненная разрезной в продольном направлении, скреплена при помощи винтового соединения, установлена на теле той же насосной штанги, на которой жестко закреплена неподвижная часть 14 муфты сцепления 11, с возможностью вращательного и поступательного перемещения относительно продольной оси этой штанги, Ведущая шестерня 13 находится в зацеплении с ведомой шестерней 12. Ведомая шестерня 12 крепится жестко при помощи сварки к телу насосно-компрессорной трубы 5 (фиг.2). Торцовые поверхности зубьев ведущей 13 и ведомой 12 шестерен выполнены с закруглением, например, коническим.

Узел подвески 3 (фиг.З), связывающий головку балансира станка-качалки 1 с колонной насосных штанг 2, содержит канаты 16, прикрепленные к нижней траверсе 17, которая посредством упоров 18 соединена с верхней траверсой 19. Узел подвески 3 снабжен устройством поворота полированного штока колонны насосных штанг 2 - фрикционной муфтой. Она состоит из поворотного диска 20, имеющего возможность вращаться относительно верхней траверсы 19. Поворотный диск 20 по конусной поверхности сопряжен с цангой 21, которая затянута гайкой 22. Для исключения поворота узла подвески 3 от действия внешних сил в узле подвески 3 имеется ограничитель вращения узла подвески колонны штанг верхней траверсы 19, который включает в себя две прямолинейные направляющие 23, установленные вертикально и жестко связанные с устьем 24 скважины, и два ползуна 25, выполненные в верхней траверсе 19 (фиг.З и 4).

В насосной установке направление резьбовых соединений 8 и 7 выполнено противоположными. Направление резьбовых соединений 7 колонны насосных штанг 2, расположенных ниже узла штанговращате- ля 6, выполнено противоположным направлению резьбовых соединений 7, расположенных над штанговращателем 6,

К тому же, шаг зубьев полумуфт сцепления 11 выполнен некратным шагу резьбы ведущей 13 и ведомой 12 шестерен,

Работа установки осуществляется следующим образом.

При поступательном движении колонны насосных штанг 2 вниз ведущая шестерня 13 вступает в зацепление с ведомой шестерней 12. По мере перемещения колонны 2 вниз происходит сцепление неподвижной части 14 муфты 11, закрепленной жестко на насосной штанге, с подвижной частью 15 муфты 11, закрепленной на торцовой поверхности ведущей шестерни 13. Зубья муфты сцепления 11 перемещаются друг относительно друга, и подвижная часть 15 муфты 11 кроме поступательного движения начинает совершать вращательное движение, При этом происходит поворот зубьев ведущей шестерни 13 относительно ведомой шестерни 12, Этим обеспечивается надежное сцепление ведущей 13 и ведомой 12 шестерен и соединение колонны насосных штанг 2 с колонной насосно-компрес- сорных труб 5. Продолжительность сцепления и действия крутящего момента определяется высотой ведущей 13 и ведомой 12 шестерен. Вследствие этого зацепления и благодаря противоположному направлению резьбовых соединений 7 и 8 в соединениях насосных штанг и насосно- компрессорных труб, происходит одновременное закручивание как колонны насосных штанг 2, так и колонны насосоком- прессорных труб 5, а также происходит проскальзывание поворотного диска 20 по внешней поверхности траверсы 19. А так как верхняя траверса 19 снабжена ползунами 25, которые перемещаются в направляющих 23, исключается закручивание канатов 16 узла подвески 3 при ходе колонны насосных штанг в любом направлении.

В начале хода штанг вверх ведущая шестерня 13, закрепленная на теле насосной штанги, находится в зацеплении с ведомой шестерней 12, По мере перемещения колонны насосных штанг 2 вверх полумуфта 14 выходит из зацепления с полумуфтой 15, а ведущая шестерня 13, находясь в зацеплении с ведомой шестерней 12, совершает два движения: поступательное перемещение вверх и вращательное движение вокруг тела штанги со скоростью, определенной углом

подъема зубьев на ведущей 13 и ведомой 12 шестернях. При дальнейшем движении вверх ведущая шестерня 13 выходит из зацепления с ведомой шестерней 12, свободно в ней поворачиваясь, и совершает только

поступательное движение со скоростью движения колонны насосных штанг 2 вверх. При ходе колонны насосных штанг 2 вверх поворота колонны насосных штанг 2 и колонны труб 5 не происходит.

Рабочий цикл скважинного насоса, осуществляется при перемещении плунжера относительно цилиндра скважинного насоса 4. Пластовая жидкость поднимается по колонне труб 5 и направляется в промысловую сеть,

Формула изобретения 1. Штанговая сквахсинная насосная установка, включающая станок-качалку с узлом подвески колонны штанг,

штанговращатель, устьевое уплотнение, установленное на устье скважины, колонны насосных штанг и насосно-компрессорных труб с резьбовыми соединениями, к которым подвешен скважинный плунжерный насое, отличающаяся тем, что,с целью повышения надежности в работе установки за счет исключения отворачивания резьбовых соединений колонны штанг, она снабжена ограничителем вращения узла

подвески колонны штанг.состоящим из двух вертикально расположенных направляющих, установленных на5 устье скважины и, траверсы, соединенной с колонной штанг посредством фрикционной муфты сцепления, а штанговращатель расположен ниже устьевого уплотнения штанг, содержит ведомую шестерню, жестко связанную с колонной касосно-компрессорных труб, ведущую шестерню, установленную на колонне штанг с возможностью вращательного и поступательного движения относительно ее продольной оси, причем ведущая шестерня в верхней части снабжена зубчатой полумуфтой сцепления, а соответствующая ей вторая полумуфта

закреплена на колонне штанг, при этом направление соединительных резьб колонны штанг и труб противоположно.

Вид А

1767224 Вид Б

10