RU219805U1 - Привод шарико-винтовой штангового глубинного насоса - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области нефтяного машиностроения, а именно к насосным системам для добычи нефти с помощью установок штанговых глубинных насосов, и может быть использована для приведения в действие скважинного штангового насоса с вертикальным штоком. Техническим результатом заявленного технического решения является возможность применения для работы устройства, расположенного снаружи корпуса двигателя типовой конструкции, за счет привода шарико-винтового штангового глубинного насоса, включающего корпус, в котором размещена винтовая часть вертикального вала, установленного с возможностью вращения относительно корпуса, верхний конец вала выполнен размещенным за пределами корпуса, внутри корпуса на винновую часть вала посредством группы шариков установлена гайка, образующая совместно с винтовой частью шарико-винтовую пару, при этом гайка установлена без возможности вращения относительно своей оси, а на гайке закреплен трубчатый шток, выходящий своим нижним концом из корпуса; гайка установлена на вертикальные направляющие; корпус выполнен маслонаполненным.

Description

Полезная модель относится к области нефтяного машиностроения, а именно к насосным системам для добычи нефти с помощью установок штанговых глубинных насосов, и может быть использована для приведения в действие скважинного штангового насоса с вертикальным штоком.

Наиболее близким по технической сути является Шариковинтовой привод штангового глубинного насоса» известный из патента на полезную модель RU №176488, от 21.02.2017, опубликован 22.01.2018, МПК F04B 47/02, состоящий из основания, электропривода, шариковинтовой передачи, состоящей из винта, гайки с телами качения, узла присоединения устьевого штока, направляющей винта. Электропривод расположен внутри корпуса устройства и имеет выходной вал со сквозным отверстием, в котором расположен винт.

Известное устройство требует использования двигателя специализированной конструкции, размещенного в корпусе привода и оснащенного полым валом, внутри которого расположен винтовой шток. Использование двигателя специализированной конструкции обуславливает необходимость привлечения к техническому обслуживанию устройства обученного персонала, знакомого с ее особенностями. Для осуществления оперативного технического обслуживания двигателя специализированной конструкции необходим доступ к широкой номенклатуре уникальных запасных частей. Отсутствие необходимых для обслуживания двигателя запасных частей на устье скважины может привести к ее нерегламентированному простою.

При осуществлении ремонта или технического обслуживания двигателя известного устройства, помимо остановки основного технологического процесса, необходимо производить дополнительные работы по демонтажу корпуса и его сборке после окончания работ. Необходимость проведения дополнительных работ обуславливает дополнительный простой скважины.

Расположение электродвигателя внутри корпуса не позволяет выполнить корпус устройства маслонаполненным и обеспечить, таким образом, равномерную смазку винта. Смазывание винта в известном устройстве осуществляется его погружением в масло, которое налито в основание. В процессе эксплуатации привода, под действием силы тяжести масло стекает к нижней части винта. Таким образом, поверхность винта в известном устройстве смазывается неравномерно, что является причиной повышенного износа винтовой поверхности верхней части штока. Повышенный износ деталей устройства увеличивает вероятность выхода оборудования из строя и обуславливает необходимость более частого проведения плановых ремонтных работ, что, в свою очередь, увеличивает общее время простоя скважины.

Задачей заявляемого технического решения является уменьшение времени простоя скважины, вызванного необходимостью технического обслуживания или ремонта привода шарико-винтового штангового глубинного насоса.

Поставленная задача решена за счет привода шарико-винтового штангового глубинного насоса, включающего корпус, в котором размещена винтовая часть вертикального вала, установленного с возможностью вращения относительно корпуса, верхний конец вала выполнен размещенным за пределами корпуса, внутри корпуса на винновую часть вала посредством группы шариков установлена гайка, образующая совместно с винтовой частью шарико-винтовую пару, при этом гайка установлена без возможности вращения относительно своей оси, а на гайке закреплен трубчатый шток, выходящий своим нижним концом из корпуса; гайка установлена на вертикальные направляющие; корпус выполнен маслонаполненным.

Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где

на фиг.1 - привод шарико-винтовой штангового глубинного насоса.

На фиг. 1 изображены: привод 1 шарико-винтовой штангового глубинного насоса, корпус 2, вертикальный вал 3, винтовая часть 4, верхний конец 5 вала, гайка 6, трубчатый шток 7, нижний конец 8 трубчатого штока, вертикальные направляющие 9.

Привод шарико-винтовой штангового глубинного насоса выполнен следующим образом.

Привод 1 шарико-винтовой штангового глубинного насоса включает корпус 2, вертикальный вал 3, гайку 6, трубчатый шток 7 и вертикальные направляющие 9. Вертикальный вал 3 состоит из верхней установочной и нижней винтовой части 4. Винтовая часть 4 вала 3 размещена в корпусе 2. Вал 3 установлен с возможностью вращения относительно корпуса 2. Возможность вращения обеспечена установкой вертикального вала 3 на упорный подшипник качения. Верхний конец 5 вала 3 расположен за пределами корпуса 2. Верхний конец 5 предназначен для обеспечения кинематической связи вала 3 с валом приводного двигателя, например, посредством муфтового соединения. На винтовую часть 4 вала 3, посредством группы шариков, установлена гайка 6. Гайка 6 совместно с винтовой частью 4 вала 3 образуют шарико-винтовую пару. Гайка 6 установлена на вал 3 без возможности вращения относительно своей оси. Ограничение вращения гайки 6 может быть обеспечено любым известным из уровня техники способом, например, установкой гайки 6 на вертикальные направляющие 9 при помощи кареток. На гайке 6 закреплен трубчатый шток 7. Шток 7 установлен с возможностью совместного с гайкой 6 вертикального перемещения. Крепление штока 7 к гайке 6 может быть осуществлено любым известным из уровня техники способом, например посредством сварного или резьбового соединений. Нижняя часть 8 штока 7 расположена за пределами корпуса 2. Нижняя часть 8 штока 7 предназначена для обеспечения кинематической связи штока 7 со штангой глубинного насоса. Опционально, шток 7 установлен на гайку 6 соосно с вертикальным валом 3, таким образом, что часть вала 3 располагается в полости трубчатого штока 7. Опционально, корпус 2 выполнен маслонаполненным. Выполнение корпуса 2 маслонаполненным позволяет обеспечить достаточное и равномерное смазывание рабочих поверхностей деталей, расположенных в корпусе 2. Опционально, привод 1 оснащен накопительной емкостью, для компенсации объема масла при движении штока 7 вверх. Для предотвращения радиального биения на вертикальном вале 3 могут быть установлены радиальные подшипники.

Привод шарико-винтовой штангового глубинного насоса используют следующим образом.

На устье скважины на мачте осуществляют монтаж привода 1 шарико-винтового штангового глубинного насоса. Осуществляют жесткое механическое соединение нижнего конца 8 трубчатого штока 7 со штангой глубинного насоса. Осуществляют монтаж приводного электродвигателя. Опционально, вал двигателя располагают соосно вертикальному валу 3. Обеспечивают кинематическую связь между валом двигателя и вертикальным валом 3, например, при помощи муфтового соединения, через редуктор или любым иным, известным из уровня техники, способом.

После запуска двигателя вертикальный вал 3 начинает вращаться. Лишенная возможности вращения вместе с валом 3, гайка 6 начинает перемещаться по вертикальным направляющим 9 вдоль оси вала 3. Вместе с гайкой 6 в вертикальном направлении перемещается и трубчатый шток 7, приводя в движение штангу глубинного насоса. Таким образом, осуществляют преобразование вращательного движения вала двигателя в поступательное движение штанги насоса за счет шарико-винтовой пары, образованной гайкой 6 и винтовой частью 4 вала 3. Использование шарико-винтовой пары позволяет осуществлять преобразование движения с высоким коэффициентом полезного действия, за счет низкого коэффициента трения при точечном контакте между шариками и поверхностью винтовой части 4. При достижении гайкой 6 одного из своих крайних положений, осуществляют смену направления вращения вала 3 на противоположное. Смену направления вращения вертикального вала 3 осуществляют любым известным из уровня техники способом, например, посредством смены направления вращения вала приводного двигателя, при помощи паразитной шестерни или иным. Периодическая смена направления вращения вала 3 позволяет осуществлять непрерывные циклические возвратно-поступательные перемещения трубчатого штока 7 совместно со штангой глубинного насоса.

Расположение приводного двигателя вне корпуса 2 привода 1 позволяет использовать подходящие по техническим характеристикам двигатели типовых конструкций, обладающие высокой ремонтопригодностью и взаимозаменяемостью. Расположение приводного двигателя вне корпуса 2 обеспечивает персоналу быстрый и удобный доступ к двигателю, что ускоряет процесс проведения его технического обслуживания, что, в свою очередь, сокращает время простоя скважины. Выполнение корпуса 2 маслонаполненным обеспечивает достаточное и равномерное смазывание рабочих поверхностей деталей, что позволяет снизить частоту проведения работ по техническому обслуживанию, а также повышает надежность привода штангового глубинного насоса и, как следствие, снижает вероятность его выхода из строя.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение технологичности обслуживания привода штангового глубинного насоса. Технический результат достигается за счет привода шарико-винтового штангового глубинного насоса, включающего корпус, в котором размещена винтовая часть вертикального вала, установленного с возможностью вращения относительно корпуса, верхний конец вала выполнен размещенным за пределами корпуса, внутри корпуса на винновую часть вала посредством группы шариков установлена гайка, образующая совместно с винтовой частью шарико-винтовую пару, при этом гайка установлена без возможности вращения относительно своей оси, а на гайке закреплен трубчатый шток, выходящий своим нижним концом из корпуса; гайка установлена на вертикальные направляющие; корпус выполнен маслонаполненным.

Claims (2)

1. Привод шарико-винтовой штангового глубинного насоса, включающий корпус, в котором размещена винтовая часть вертикального вала, установленного с возможностью вращения относительно корпуса, верхний конец вала выполнен размещенным за пределами корпуса с возможностью присоединения к валу двигателя для обеспечения кинематической связи с ним, внутри корпуса на винтовую часть вала посредством группы шариков установлена гайка, образующая совместно с винтовой частью шарико-винтовую пару, при этом гайка установлена без возможности вращения относительно своей оси, а на гайке закреплен трубчатый шток, выходящий своим нижним концом из корпуса, двигатель расположен вне корпуса привода, корпус привода выполнен маслонаполненным.

2. Привод шарико-винтовой штангового глубинного насоса по п.1, отличающийся тем, что гайка установлена на вертикальные направляющие.