DE1023433B - Vorrichtung zum Anschliessen eines Dynamometers an ein Tiefpumpengestaenge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anschließen eines Dynamometers an ein Tiefpumpengestänge zur Kontrolle der Arbeitsweise von Tiefpumpen, insbesondere bei Ölfördersonden. Die dabei verwendeten Dynamometer bestehen z. B. aus einer Druckmeßdose, oder einem Spannring, auf welche die am Pumpgestänge auftretenden Belastungen übertragen werden und deren Druckwerte durch ein schreibendes Meßgerät auf ein Blatt aufgezeichnet werden, das entsprechend dem Aufoder Abwärtshub der Pumpenstange hin- und herbewegt wird. Die Druckmeßdose muß, um ihren Zweck erfüllen zu können, in den Kraftweg des Pumpgestänges eingeschaltet werden, und zwar wird sie zwischen dem oberen Ende des eigentlichen Pumpgestänges und der Aufhängevorrichtung der Pumpe, nämlich dem Querhaupt, eingebaut. Für diesen Einbau mußte die Pumpe abgestellt, das Pumpgestänge abgefangen und von der Aufhängevorrichtung gelöst werden, worauf erst der Einbau erfolgen konnte. Der umgekehrte Vorgang gilt auch für den Ausbau. Dieser vorübergehende Stillstand der Pumpe hat den Nachteil, daß die darauffolgenden Meßergebnisse falsch werden können, weil während dieser Unterbrechung des Pumpbetriebes der in der geförderten Flüssigkeit in Schwebe befindliche Sand sich auf dem Pumpenkolben absetzen und die Arbeitsweise der Pumpe sehr hemmen kann. In ungünstigen Fällen kann dies auch zu einem Festfressen des Kolbens Anlaß geben.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und die Einschaltung des Dynamometers in den Kraftweg der Pumpe ohne Unterbrechung des Pumpbetriebes zu ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer Vorrichtung, die durch Erzeugung eines Gegendruckes die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem oberen Ende des Pumpgestänges und der Aufhängevorrichtung der Pumpe zu lösen gestattet, wobei die Einschaltung der den Druck unmittelbar aufnehmenden Vorrichtung in den Kraftweg ohne Unterbrechung des Pumpbetriebes möglich wird.

Nach einer Ausführungsform wird als Vorrichtung zum Anschließen einer Druckmeßdose ein an sich bekannter Doppelhebel verwendet, zwischen dessen Backen sich die Druckmeßdose befindet und dessen Betätigungsarme zwischen Pumpgestänge und Aufhängevorrichtung in den Kraftweg eingeschaltet werden. Zur Erzeugung des Gegendruckes wird eine mit großer Übersetzung arbeitende Einrichtung, beispielsweise eine einfache Schraube, verwendet, welche an der einen Backe des Doppelhebels in einem Muttergewinde geführt ist. Der Kopf des Pumpgestänges wird durch mindestens eine darübergesteckte Hülse vom Querhaupt der Aufhängevorrichtung distanziert und an einer Hülse mindestens ein quer ausragender Zapfen vorgesehen, während am Träger des Dynamometers hierzu passende Einhängehaken vorgesehen sind, die das Einschwenken der den Druck unmittelbar auf-

Vorrichtung

zum Anschließen eines Dynamometers
an ein Tiefpumpengestänge

Anmelder:

Dipl.-Ing. Emil Lodynski,
Mödling (Österreich)

Vertreter: Dr. W. Arp, Rechtsanwalt,
Hamburg 36, Alsterarkaden 12

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 22. November 1955 und 26. April 1956

Dipl.-Ing. Emil Lodynski, Mödling (Österreich),
ist als Erfinder genannt worden

nehmenden Teile der Vorrichtung zwischen Querhaupt und Anschlägen an einer der Hülsen gestattet, worauf die Last des Pumpgestänges durch Erzeugung des Gegendruckes abgefangen und so die Druckmeßdose in den Kraftweg eingeschaltet wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine solche Einschaltung eines den Druck unmittelbar aufnehmenden Organs in den Kraftweg ohne Unterbrechung des Pumpbetriebes auch durch einen Druckzylinder mit Kolben erreicht werden, dessen Stellung durch Einpumpen von Druckflüssigkeit veränderlich ist. Zylinder und Kolben werden zwischen einen Anschlag am oberen Ende des Pumpgestänges und dem Querhaupt der Pumpe eingesetzt und der Kolben (bzw. der Zylinder) durch Einpumpen von Flüssigkeit mittels einer mit großer Übersetzung arbeitenden Handpumpe od. dgl. angehoben, bis er den erwähnten Anschlag anhebt und so die Last des Pumpgestänges abfängt, so daß diese über die im Zylinder befindliche Druckflüssigkeit auf das Querhaupt übertragen wird. Das schreibende Dynamometer wird an den Druckraum des Pumpenzylinders angeschlossen und registriert dann die jeweils am Pumpengestänge hängende Last.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen Anordnung sind auf einer Grundplatte zwei Druckzylinder angebracht, in denen je ein Kolben gleitbar eingesetzt ist, die miteinander ebenfalls durch eine Platte od. dgl. fest verbunden sind, wobei ferner ein Hakenpaar entweder

709 877/68

am Zylinder oder am Kolben festsitzt, welches in ein Zapfenpaar einhängbar ist, das am Stangenkopf vorgesehen ist, und wobei diese Anhängevorrichtung in ihrer Lage so gewählt ist, daß beim Einschwenken des Kolbens und Zylinderpaares die die Zylinder verbindende Platte auf das Querhaupt und die die Kolben verbindende Platte unter zwei am Stangenkopf angebrachte Anschläge zu liegen kommt, oder umgekehrt.

Nachstehend sind an Hand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, zwar zeigt

Fig. 1 eine Anordnung eines Tiefpumpenbockes im Aufriß,

Fig. 2 die eigentliche Dynamometeranordnung in Seitenansicht,

Fig. 3 diese im Schnitt nach Linie H-II der Fig. 2,

Fig. 4 den Stangenkopf und das Querhaupt vor Anbringung der Druckmeßeinrichtung nach einer zweiten Ausführungsform und die

tätigungsarme 22, 22' gegen die Anschläge gepreßt, bis der Doppelhebel ,die im Pumpengestänge wirkende Last vollständig übernommen hat, was man daran erkennt, daß die Distanzhülse 26 locker wird und sich frei drehen läßt. Das Zugorgan wird nun an den Arm 12 angeschlossen und die Schreibfeder der Registriervorrichtung eingeklinkt, womit die normale Diagrammaufzeichnung des Dynamometers einsetzt.

Auch der Ausbau des Dynamometers ist ohne Betriebsund ίο unterbrechung durch Zurückdrehen der Schraube 19 in umgekehrter Weise möglich.

An Stelle einer Schraube kann jede andere mit großer Übersetzung arbeitende Einrichtung zum Auseinanderdrücken der Backen verwendet werden, z. B. Keile, Exzenter, windenartige Getriebe u. dgl. Der Doppelhebel kann an Stelle der zweiarmigen zangenähnlichen Ausführung auch als einarmiger Doppelhebel (nach Art der Schafschere) ausgebildet sein.

Die Druckmeßdose kann auch ohne Verwendung eines

Fig. 5 die gleichen Teile mit daran angebrachter Druck- 20 Doppelhebels unmittelbar, und zwar mittels eines Keiles meßeinrichtung, beides perspektivisch. in den Kraftweg eingeführt werden. Das Anzugverhältnis

bis

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist an einem Bock 1 ein Pumpenschwengel 2 mit Gegengewicht 3 um eine waagerechte Achse 4 schwenkbar gelagert und wird durch einen Motor über das Kurbelgetriebe 5 und die Pleuelstange 6 in schwingende Bewegung versetzt. Am .>> Pferdekopf" 7 greifen zwei Seile 8 an, die das Querhaupt 9 tragen, an dem über die Dynamometeranordnung 10 die Polierstange H des Tiefpumpengestänges andes Keiles stellt in diesem Falle die Übersetzung dar, mittels welcher die Einschaltung in den Kraft weg ermöglicht wird.

In den das zweite Ausführungsbeispiel darstellenden Fig. 4 und 5 sieht man wieder die vom Pferdekopf des Pumpenschwengels herunterhängenden Seile 8, welche das Querhaupt tragen. Die Polierstange 11 des Tiefpumpgestänges geht durch eine Bohrung des Querhauptes schließt. Am Arm 12 ist ein Seilzug 13 eingehängt, der beim 30 hindurch und endet oben im eigentlichen Stangenkopf 30, Hochgehen des Pumpgestänges eine Rolle 14 in der der im Gegensatz zur üblichen Anordnung nicht unrnitteleinen Richtung in Bewegung setzt, wogegen eine Feder bar auf dem Ouerhaupt aufruht, sondern durch mehrere (nicht gezeichnet) beim Tiefgang die Rolle wieder zurückdreht. Diese Einrichtung dient zur Hin- und Herbewegung
des Diagrammblattes, auf dem das schreibende Meßgerät 35
15 die jeweilige am Pumpgestänge hängende. Last aufzeichnet. Der schreibende Zeiger des Meßgerätes wird durch
eine Druckmeßdose 16 gesteuert, auf welche der Druck
durch einen um die Achse 17 schwenkbaren, zangenartigen
Doppelhebel übertragen wird. Die beiden Backen 18,18' 40 Die Hülse 26' dient nebenbei auch noch zur Kontrolle, dieses Doppelhebels greifen an der Druckmeßdose 16 an, ob die Last durch den Zylinder bereits übernommen ist,

Hülsen 26, 26', 27 und 29, die über die Polierstange 11 geschoben sind, vom Ouerhaupt 9 distanziert ist. Die Hülse 27 besitzt einander gegenüberliegende ausragende Vorsprünge 25 und ein Stück darüber ebenfalls nach entgegengesetzten Seiten ausragende Lagerzapfen 28. Die Hülsen 26, 26' und 29 dienen lediglich zur Einstellung der richtigen Distanz zwischen den Teilen 9, 25 und 30.

50

und zwar die eine Backe 18' unmittelbar und die andere Backe 18 über eine Schraube 19, die in einen Stutzen 20 mit Muttergewinde eingeschraubt ist und eine Kugel 21, welche dazu dient, um gewisse Winkeländerungen zwischen der Backe 18 und der Meßdose 16 zu ermöglichen. Die Betätigungsarme 22 und 22', die nach der anderen Seite des Drehzapfens 17 ausragen, liegen einerseits am Querhaupt 9 und andererseits an keilartigen Vorsprüngen 25 an. Diese keilartigen Vorsprünge sitzen an einem Körper 27, der oberhalb der Distanzierungshülse 26 mit Drehgriff 26' auf die Polierstange 11 geschoben ist. Am verbreiterten Oberteil des Körpers 27 befinden sich zwei seitlich ausragende Zapfen 28, in welche hakenartige, schräg nach oben ragende Arme 31 eingehängt werden können, welche von den Klemmbacken 18' nach oben ausragen. Über dem Körper 27 ist noch eine weitere Hülse 29 zur Erzielung der richtigen Distanz bis zum Stangenkopf 30 aufgeschoben.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Wenn die Leistung der Pumpe überprüft werden soll, wird zweckmäßig in der tiefsten Stellung des sich langsam bewegenden Pumpengestänges das Dynamometer mit den Haken 31 in die Zapfen 28 eingehängt und schwenkt dann von selbst in die Gebrauchslage, in der die Arme 22, 22' zwischen den Anschlägen 25 und dem Querhaupt 9 der Aufhängevorrichtung liegen. Nun wird die Schraube 19 mittels einer Bohrratsche od. dgl. angezogen und so die Backen 18,18' allmählich unter Erhöhung des Druckes weil sie sich darum leicht drehen läßt.

Die Vorrichtung zur Übernahme des Druckes besteht aus zwei hydraulischen Druckzylindern 31 und darin verstellbaren Druckkolben (Plungern) 32, welche miteinander durch eine Platte 33 fest verbunden sind, die in der Mitte eine Aussparung 34 aufweist, in welche sich die Hülse 27 einlegt. Zu beiden Seiten dieser Aussparung befinden sich nach oben ragende hakenförmige Greifer 35, welche zum Einhängen der Vorrichtung in die Lagerzapfen 28 dienen.

Auch die beiden Zylinder 31 sitzen auf einer sie verbindenden Platte 36 mit einer Ausnehmung, in welche sich die Distanzhülse 26 einlegt und durch welche Druckleitungen 37 zum Druckraum einer kleinen Kolbenpumpe 38 führen, die mittels eines Nockens 39 betätigbar ist, der von einem Handhebel 40 (oder einer Handkurbel) angetrieben wird. Die Pumpe 38 saugt die Druckflüssigkeit über die Saugleitung 42 aus einem Behälter 43 an, in welchen die Druckflüssigkeit aus den Zylindern durch Umstellen eines Hahnes 44 über die Leitung 45 wieder zurückgeführt werden kann. An die Bohrung 47 der Kolbenpumpe 38 wird das Meßinstrument zur Registrierung des Druckes angeschlossen.

Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn die Leistung der Pumpe überprüft werden soll, wird zweckmäßig in der tiefsten Stellung des sich langsam auf und ab bewegenden Pumpgestänges die Druckmeßeinrichtung mit den Haken in die Zapfen 28 eingehängt und schwenkt dann von

65

auf die Meßdose auseinandergedrückt bzw. die Be- 70 selbst in die Gebrauchslage, in der die Platte 33 etwas

unter die Anschläge 25 und die Platte 36 auf das Querhaupt 9 zu liegen kommt. Nun werden mittels des Handhebels^ die Pumpe 38 in Tätigkeit gesetzt und die Kolben 32 durch Einpumpen von Flüssigkeit in die Zylinder 31 angehoben, wodurch sie sich an die Unterfläche der Vorsprünge 25 anlegen und beim weiteren Betätigen der Pumpe diese zusammen mit der Hülse 27 und dem Stangenkopf 30 so weit anheben, bis die Last des Pumpgestänges nicht mehr über die Hülsen 26, 26' auf dem Querhaupt 9, sondern auf der Platte 33 und damit auf den Kolben 32 aufruht. Auf diese Weise wird der hydraulische Druckraum in den Zylindern 31 in den Kraftweg eingeschaltet, und die Registriervorrichtung zeigt mit dem in den Zylindern 31 herrschenden Druck auch die am Stangenkopf 30 hängende Gesamtlast an, welche von der Registriervorrichtung, z. B. in Form eines Diagramms, aufgezeichnet wird.

Die Betätigung des Pumpantriebes 40 kann leicht während der langsamen Aufundabbewegung des Querhauptes von einem danebenstehenden Mann, Vorzugsweise im untersten Teile dieser Aufundabbewegung, immer ein Stück weit bedient werden, bis in der geschilderten Weise die Druckmeßeinrichtung in den Kraftweg eingeschaltet ist. In derselben Weise kann auch die Einrichtung einfach durch Betätigung des Ventils 44 wieder ausgeschaltet werden, indem man die Druckflüssigkeit in das Vorratsgefäß 43 abfließen läßt, wodurch sich die Zylinder 32 wieder absenken und die Last des Pumpgestänges wieder unmittelbar durch die Hülsen 26, 26' auf das Querhaupt 9 übertragen wird. Die ganze Meßeinrichtung ist dann durch einfaches Ausschwenken und Aushängen aus den Zapfen 28 abnehmbar.

Es kann mit einem einzigen solchen Gerät daher an einer beliebigen Anzahl von im Betrieb befindlichen Tiefpumpen dieser Art nacheinander eine Kontrollaufzeichnung des Druckverlaufes gemacht werden, wozu lediglich bei jeder dieser Pumpen der Stangenkopf mit der Hülse 27 versehen werden muß.

Eine solche Anordnung ermöglicht auch die Stellung des im Bohrloch eingebauten Tiefpumpenkolbens gegenüber dem zugehörigen Zylinder während des Betriebes zu verstellen, was den Zweck hat, gewisse Störungen im Tiefpumpenbetrieb zu beheben.

Claims (10)

Patentansprüche: 45

1. Vorrichtung zum Anschließen eines Dynamometers, z. B. einer Druckmeßdose, an ein Tiefpumpgestänge durch Einschalten des Dynamometers in den vom Gestänge übertragenen Kraftweg, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (17 bis 22) durch Erzeugung eines Gegendruckes und durch Lösen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem oberen Ende des Pumpgestänges (11) und der Aufhängevorrichtung (Querhaupt 9) des Gestänges einklemmbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem zangenartigen Doppelhebel besteht, dessen Backen (18, 18') die Druckmeßdose (16) aufnehmen und dessen Betätigungsarme (22, 22') zwischen Pumpgestänge und Aufhängevorrichtung eingeschaltet sind, wobei zum Auseinanderdrücken der Backen und dadurch zum Erzeugen des Gegendrucks eine mit großer Übersetzung arbeitende Spreizeinrichtung an den Backen (18,18') des Doppelhebels angreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizeinrichtung aus einem an der einen Backe vorgesehenen Muttergewinde (20) mit Schraube (19) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (30) des Pumpgestänges (11) über mindestens eine darübergesteckte Hülse (26, 27, 29) vom Querhaupt (9) der Aufhängevorrichtung distanziert ist und Anschläge (25) vorgesehen sind, an denen das nach oben wirkende Paar der Betätigungsarme (22') des Doppelhebels angelegt wird, wogegen das nach unten wirkende Paar der Betätigungsarme (22) gegen das Ouerhaupt (9) der Aufhängevorrichtung als Gegenanschlag anliegt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Distanzierungshülse (27) mindestens einen quer ausragenden Zapfen (28) aufweist und daß an der Anschlußvorrichtung des Dynamometers hierzu passende Einhängehaken (31) od. dgl. in einer Lage vorgesehen sind, die das Einschwenken der den Druck unmittelbar aufnehmenden Betätigungsarme (22, 22') zwischen die genannten Anschläge (9, 25) ermöglicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb der Anschläge (25) auf dem Gestänge eine Hülse (26) befindet, die beim Ausspannen des Doppelhebels durch ihr Freiwerden von der Belastung und leichte Drehbarkeit die Übernahme der Last durch die Druckdose anzeigt.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung in den Kraftweg mindestens ein hydraulischer Druckzylinder (31) mit Kolben (32) vorgesehen ist, dessen Stellung durch Einpumpen von Druckflüssigkeit veränderlich ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopf des Pumpgestänges mindestens ein Anschlag (25) vorgesehen ist, zwischen welchen und das Querhaupt der hydraulische Druckzylinder samt Kolben zur Übernahme des Druckes einführbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopf des Pumpgestänges ein Lagerzapfen (28) zur schwenkbaren Lagerung von Druckzylinder und Kolben angebracht ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Grundplatte (36) zwei Druckzylinder (31) angebracht sind, in denen je ein Kolben (32) gleitbar eingesetzt ist, welche miteinander durch eine Platte (33) od. dgl. fest verbunden sind, und daß an einem dieser Teile ein Hakenpaar (35) festsitzt, welches in die vom Stangenkopf quer ausragenden Lagerzapfen (28) einhängbar ist, wobei die die Kolben verbindende Platte (33) unter die Anschläge (25) und die die Zylinder verbindende Platte auf das Querhaupt zu stehen kommt, oder umgekehrt, so daß bei Einpumpen von Druckflüssigkeit in die Zylinder die am Pumpgestänge hängende Last über die Druckflüssigkeit als Zwischenglied auf das Querhaupt übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

70£ 877/68 1.58