RU221865U1 - Станок-качалка для добычи нефти - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к технологии механизированной добычи нефти, в частности к конструкции станков-качалок. Станок-качалка для добычи нефти содержит балку, неподвижно установленную на стойке и снабженную на своих концах головками. Головки выполнены в виде блоков и обеспечивают приводу посредством гибкой связи возможность обслуживания двух штанговых глубинных насосов (ШГН). На валу, связанном с приводом, смонтировано переходное устройство, обеспечивающее с помощью канатов через блоки кинематическую связь привода с каждым из ШГН. На валу соосно переходному устройству закреплена зубчатая шестерня, взаимодействующая с зубчатой рейкой. Конец зубчатой рейки посредством кривошипно-шатунного механизма связан с выходным валом редуктора привода, размещенного под балкой на грунтовом основании. Рейка установлена в линейной направляющей, корпус которой смонтирован на валу переходного устройства с возможностью поворота относительно этого вала. Обеспечивается упрощение обслуживания станка-качалки за счет размещения привода станка-качалки на грунтовом основании, связь между которым и переходным устройством выполнена в виде кинематически связанных между собой кривошипно-шатунного и зубчато-реечного механизмов. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к технологии механизированной добычи нефти, в частности к конструкции станков-качалок, обеспечивающих реализацию этой технологии.

К настоящему времени наибольшее распространение в качестве установок привода штанговых глубинных насосов (ШГН) получили балансирные станки-качалки (С-К). Данный тип привода имеет значительные преимущества, такие как высокие надежность и долговечность.

Типичная конструкция С-К содержит балансир с головкой, связанный с редуктором посредством кривошипов через шатуны с пальцами, и канатную подвеску полированного штока. Балансир установлен на основании с рамой. Правая часть балансира с противовесами, траверсой и шатунами, отсоединенными от кривошипов, всегда тяжелее левой части балансира с его головкой и канатной подвеской колонны штанг насоса. В связи с этим вращающий момент балансира направлен по часовой стрелке и компенсирует нагрузку со стороны левой части балансира [SU 1333838].

Типичными недостатками практически любого С-К являются

1. Высокая металлоемкость и относительно высокая стоимость транспортировки.

2. Необходимость подготовки бетонного основания или свайного поля перед монтажом станка-качалки;

3. Высокая стоимость замены С-К или его узлов вследствие большой массы;

4. Наличие большого числа открытых движущихся механизмов, снижающих безопасность обслуживания.

Следует отметить, что конструкция С-К продолжает совершенствоваться, избавляясь от части перечисленных выше недостатков. В частности, это достигается путем выполнения привода ШГН в виде подвижного контргруза, размещаемого на балансире с возможностью возвратно-поступательного перемещения по всей его длине, при этом контргруз снабжен автономным электроприводом. Примерами таких С-К являются конструкции, описанные в патенте на изобретение SU 1267045, а также в патенте на полезную модель CN 202117637, в первом из которых привод включает канатную систему перемещения контргруза, а во втором - привод выполнен в виде электрического линейного двигателя.

Наряду с балансирными С-К, последние 25 лет интенсивно развивается новое направление, определяемое как безбалансирные привода ШГН, значительным конструктивным разнообразием. Однако, технология добычи нефти с применением ШГН и оборудование для этого в виде станков-качалок являются в настоящее время наиболее востребованными. Так, в мировой практике в добыче жидких углеводородов станки-качалки составляют 90% парка имеющегося оборудования аналогичного назначения.

Стремление к снижению различного рода затрат на оборудование по добыче нефти привели к созданию конструкции С-К, который обслуживает две, рядом расположенные, скважины.

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбрана конструкция С-К, описанная в CN 201021617, которая обеспечивает одновременное обслуживание двух ШГН и содержит горизонтальную двухуровневую балку, опирающуюся неподвижно своими концами на пару стоек, образующими с последней П-образную конструкцию и опирающимися на грунтовое основание. В центральной части балки установлены средство управления и привод в виде вентильного электрического двигателя, на валу которого смонтировано переходное устройство в виде тягового шкива, обеспечивающее через ряд блоков расположенных на двухуровневой балке по обе его стороны, кинематическую связь привода с каждым из двух ШГН посредством гибкой связи в виде каната. Характер взаимодействия тягового шкива посредством канатов с каждым из ШГН из перевода описания патента и чертежей неясен.

Технической проблемой прототипа является сложность технического обслуживания С-К в связи с тем, что привод, средство управления последним, переходное устройств и головки расположены на высоте, а это затрудняет не только монтаж названного оборудования, но и его профилактическое обслуживание, а также проведение ремонтных работ

Обозначенная проблема в предлагаемой полезной модели решается за счет того, что в станке-качалке для добычи нефти, содержащим балку, установленную на стойке и снабженную на своих концах головками, обеспечивающими приводу посредством гибкой связи возможность обслуживания двух штанговых глубинных насосов (ШГН), при этом балка неподвижно установлена на стойке и головки выполнены в виде блоков, а на валу, связанным с приводом, смонтировано переходное устройство, обеспечивающее с помощью канатов через блоки кинематическую связь привода с каждым из ШГН, причем на валу соосно переходному устройству закреплена зубчатая шестерня, взаимодействующая с зубчатой рейкой, конец которой посредством кривошипно-шатунного механизма связан с выходным валом редуктора привода, размещенного под балкой на грунтовом основании, при этом рейка установлена в линейной направляющей, корпус которой, смонтирован на валу переходного устройства с возможностью поворота относительно этого вала.

Технический результат заключается в создании условий, значительно облегчающих обслуживание С-К, за счет размещения привода последнего на грунтовом основании, связь между которым и переходным устройством выполнена в виде кинематически связанных между собой кривошипно-шатунного и зубчато-реечного механизмов.

На, прилагаемых к описанию полезной модели, чертежах даны:

на фиг. 1 - схематическое изображение конструкции предлагаемого С-К.

на фиг. 2 - сечение А-А по корпусу линейной направляющей рейки.

Несмотря на отсутствие в предлагаемой конструкции станка для добычи нефти балансирной балки, совершающей колебательные движения в рабочем процессе, для названия объекта в целом сохранено традиционное определение - станок-качалка, в котором отражается колебательный характер перемещения ШГН.

Станок-качалка предлагаемой конструкции включает опорную стойку в виде сваи 1, предпочтительно, винтовой, погруженной в грунтовое основание, на оголовке которой закреплен стакан 2 с опорой 3, на которой с двух сторон неподвижно крепятся две части балки 4. Каждая часть последней выполнена телескопическим, подвижная из которых 5 несет головку в виде блока 6. Опора 3 имеет внутреннюю полость, предназначенную для размещения в ней переходного устройства в виде звездочки 7 цепной передачи, смонтированной на валу 8, при этом цепь 9, своими концами связана с фрагментами канатов 10, соединенными непосредственно со штоками 11 ШГН. Для увеличения угла охвата цепью 9 звездочки 7 использованы дополнительные звездочки 12, размещенные на верхней части опоры 3. Для фиксации подвижных частей 5 на балке 4 предусмотрены зажимные болты 13. Для уравновешивания обоих ШГН применяются грузы 14, которые могут быть закреплены на той или иной гибкой связи (фиг. 1). На консольной части вала 8 (фиг. 2), находящейся за пределами внутренней полости опоры 3, установлена зубчатая шестерня 15, которая с зубчатой рейкой 16 образуют зубчато-реечный механизм, связывающий звездочку 7 посредством кривошипно-шатунного механизма, образованного рейкой 16, выполняющей функцию шатуна, и кривошипом 17 в виде диска, установленного на выходном валу 18 редуктора 19, с электроприводом 20. Последний установлен на платформе 21, расположенной на грунте у основания сваи 1 ниже балки 4. Рейка 16 смонтирована в корпусе 22 с возможностями возвратно-поступательного перемещения и поворота относительно вала 8.

Станок-качалка работает следующим образом.

Включению в работу С-К предшествует его настройка, которая заключается в том, что перемещением частей 5 балансирной балки 4 осуществляется точное позиционирование положения головок 6 относительно осей скважин. Кроме того, выполняется и настройка по уравновешиванию обоих ШГН путем размещения груза 14 на одном из канатов 10. Привод С-К работает в режиме, согласно которому под воздействием программы средства управления на силовую систему питания электродвигателя привода 20, выходной вал 18 редуктора 19 совершает одностороннее вращение, которое с помощью кривошипно-шатунного механизма трансформируется в возвратно-поступательное перемещение рейки 16, взаимодействующей с зубчатой шестерней 15, через которую и вал 8 оно передается на звездочку 7 переходного устройства. Так как последняя посредством цепи 9 и канатов 10 связана со штоками 11 ШГН, то последние начнут совершать возвратно-поступательные перемещения, обеспечивающее извлечение нефти из недр в циклическом режиме.

Claims (1)

1. Станок-качалка для добычи нефти, содержащий балку, установленную на стойке и снабженную на своих концах головками, обеспечивающими приводу посредством гибкой связи возможность обслуживания двух штанговых глубинных насосов (ШГН), при этом балка неподвижно установлена на стойке, головки выполнены в виде блоков, а на валу, связанном с приводом, смонтировано переходное устройство, обеспечивающее с помощью канатов через блоки кинематическую связь привода с каждым из ШГН, отличающийся тем, что на валу соосно переходному устройству закреплена зубчатая шестерня, взаимодействующая с зубчатой рейкой, конец которой посредством кривошипно-шатунного механизма связан с выходным валом редуктора привода, размещенного под балкой на грунтовом основании, при этом рейка установлена в линейной направляющей, корпус которой смонтирован на валу переходного устройства с возможностью поворота относительно этого вала.

Images