Станок-качалка Советский патент 1982 года по МПК F04B47/00 

(54) СТАНОК-КАЧАЛКА

1

Изобретение касается привода скважинных штанговых насосов, в частности станков-качалок, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известен станок-качалка, содержащий раму со стойкой, установленную на последней опору, расположенную в плоскости качания двуплечего балансира с головкой, размещенного на опоре, редуктор с двумя кривошипами, на которых расположены противовесы, и траверсу с двумя шатунами 1.

Недостаток станка-качалки состоит в том, что из-за неполной его уравновешенности используется редуктор с допустимым максимальным моментом, значительно превышающим номинальный. Это, в свою очередь, приводит к завышению мощности двигателя, удорожая стоимость станкакачалки и снижая его коэффициент полезного действия. Кроме того, неблагоприятные кинематические показатели станка-качалки, увеличивающие максимальные нагрузки в точке подвеса щтанги и приведенные натяжения в штангах, уменьшают глубину спуска скважинного насоса, производительность глубиннонасосной установки в

целом, а также сокращают срок службы штанги самого станка-качалки. Все это снижает эффективность работы последнего.

Цель изобретения - повышение эффек5 тивности работы путем обеспечения переменного соотношения длин плеч балансира. Указанная цель достигается тем, что опора балансира выполнена в виде элемента дугообразного профиля и снабжена

Q х-образно пересекающимся и расположенными в вертикальных плоскостях гибкими звеньями, а балансир размешен на элементе дугообразного профиля своей средней частью, причем верхние концы гибких звеньев, идущие вдоль балансира, прикреплены

15 каждый к одному из плеч балансира, а нижние - к элементу дугообразного профиля с противоположной от места крепления верхних концов стороны для свободного без продольного скольжения перекатывания

20 балансира по дугообразному профилю опоры.

На фиг. 1 схематически представлен ста. нок-качалка, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на ijnir. 3 - сечение А-А на фиг. 1. 3 Станок-качалка содержит раму 1 со стойкой 2, установленную на последней опору 3, расположенную в плоскости качания двуплечего балансира 4 с головкой 5, размещенного на опоре 3, а также редуктор 6 с двумя кривошипами 7, на которых расположены противовесы 8 и 9, траверсу 10 с двумя шатунами 11 и двигатель 12. Опора 3 двуплечего балансира 4 выполнена в виде элемента дугообразного профиля 13 и снабжена х-образно пересекающимися и расположенными в вертикальных плоскостях гибкими звеньями 14 и 15, а двуплечий балансир 4 размещен на элементе дугообразного профиля 13 своей средней частью. Верхние концы (не обозначены) гибких звеньев 14 и 15, идущие вдоль двуплечего балансира 4, прикреплены каждый к одному из плеч (не обозначены) балансира, а нижние (обозначены) - к элементу дугообразного профиля 13 с противоположной от места крепления верхних концов стороны для свободного без продольного скольжения перекатывания двуплечего балансира 4 по дугообразному профилю опоры 3. Средние линии гибких звеньев 14 и 15 должны совпадать с линией контактных поверхностей накладок 16 двуплечего балансира 4 и элементов дугообразного профиля 13. Натяжение гибких звеньев может регулироваться винтовыми натяжками (не показаны). Во избежание поперечного перемешения двуплечего балансира 4, накладки 16 имеют боковые реборды (не показаны). Редуктор 6 и двигатель 12 выполнены в виде единого отдельного блока, который, при необходимости, может перемещаться горизонтально относительно рамы 1 в плоскости качания двуплечего балансира 4, преобразуя кривошипношатунный механизм из центрального (аксиального) в смещенный (дезаксиалЬный). Кривизна опоры 3 в виде элемента дугового профиля выбирается в зависимости от условий эксплуатации станка-качалки. Кривизна головки 5 двуплечего балансира 4 может изменяться в соответствии с изменением длины прилегающего к ней плеча балансира. Двуплечий балансир 4 с головкой 5 оборудован канатной подвеской 17 штанг (не показаны). Противовес 9 устроен так, что одна его часть может перемещаться в пазу (не показан) относительно другой в плоскости вращения в сторону от кривошипа 7 и тем самым смещать общий центр тяжести уравновешивающих противовесов 8 и 9 относительно оси кривошипа. Взаимозаменяемость противовесов позволяет осуществлять это смещение как в одну, так и в другую сторону от кривошипа. Возвратно-поступательное движение точки подвеса штанг (канатной подвески 17 штанг) предлагаемого станка-качалки осуществляется постоянным вращением кривощипа 7 через редуктор 6 от двигателя 12 в одном направлении так же, как и в известном станке-качалке. Увеличение длины одного плеча балансира 4 за счет уменьшения длины его другого плеча по мере движения точки подвеса штанг снизу вверх и наоборот позволяют менять закономерность изменения приведенного радиуса момента на кривошипе 7 за один оборот, приближая момент на кривошипе от силы, действуюшей в точке подвеса штанг, к синусоидальному закону изменения, что способствует более полному уравновешиванию станка-качалки моментом от веса противовесов 8 и 9. Изменением кривизны элемента дугообразного профиля 13 можно в определенных пределах улучшить кинематические параметры станка-качалки, снизив динамические и максимальные нагрузки, действующие на станок-качалку и штанги. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить спуск скважинного насоса на большую глубину, увеличить производительность насосной установки в целом, а также увеличить срок службы штанг и станка-качалки. Все это позволяет повысить эффективность работы станка-качалки. Формула изобретения Станок-качалка, содержащий раму со стойкой, установленную на последней опору, расположенную в плоскости качания двуплечего балансира с головкой, размещенного на опоре, редуктор с двумя кривошипами, на которых расположены противовесы, и траверсу с двумя шатунами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем обеспечения переменного соотношения длин плеч балансира, опора балансира выполнена в виде элемента дугообразного профиля и снабжена х-образно пересекающимися и расположенными в вертикальных плоскостях гибкими звеньями, а балансир размещен на элементе дугообразного профиля своей средней частью. причем верхние концы гибких звеньев, идущие вдоль балансира, прикреплены каждый к одному из плеч балансира, а нижние - к элементу дугообразного профиля с противоположной от места крепления верхних концов стороны для свободного без проДОЛЬНОГО скольжения перекатывания балансира по дугообразному профилю опоры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Справочная книга по добыче нефти, под ред. д-ра. техн. наук Ш. К. Гиматудинова М., «Недра, 1974, с. 273-298, рис. УШ 19.