RU2308614C2

RU2308614C2 - Pumping unit

Info

Publication number: RU2308614C2
Application number: RU2005138631/06A
Authority: RU
Inventors: Тагир Михайлович Даутов (RU); Тагир Михайлович Даутов; Михаил Ефимович Огнев (RU); Михаил Ефимович Огнев; Игорь Николаевич Торхов (RU); Игорь Николаевич Торхов; Сергей Иванович Клюев (RU); Сергей Иванович Клюев
Original assignee: ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" ("Ижнефтемаш")
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-10-20
Also published as: RU2005138631A

Abstract

FIELD: oil production, particularly to operate wells provided with sucker-rod pumps.

SUBSTANCE: pumping unit comprises frame, post with hinged support adapted to receive rocking beam provided with head so that the rocking beam may move in longitudinal direction. Pumping unit also has crank mechanism with drive. Hinged support is provided with sliding means and longitudinal rocking beam movement mechanism. Sliding means is made as spring-loaded rollers resting upon support plane of rocking beam body. Rocking beam movement driving mechanism is made as manual worn-and-rack drive. Hinged support and rocking beam are connected with each other by means of screw hinged lock.

EFFECT: decreased labor inputs, increased productivity and safety of well head zone freeing before well repair and preventive maintenance, simplified pumping unit structure.

2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения, в частности к нефтедобывающему оборудованию, а конкретнее к станкам-качалкам для эксплуатации скважин, оборудованных штанговыми насосами.The invention relates to the field of petroleum engineering, in particular to oil production equipment, and more particularly, to rocking machines for operating wells equipped with sucker rod pumps.

Известен станок-качалка (варианты) (патент RU №2105196, кл. F04В 47/02, 1998 г). Станок-качалка согласно первому варианту содержит раму, стойку с опорной площадкой, на которой посредством центрального подшипника смонтирован балансир с головкой и кривошипно-шатунный механизм с приводом. Опорная площадка смонтирована на стойке шарнирно с возможностью поворота. Поворот опорной площадки для освобождения околоустьевой зоны для выполнения подземных работ на скважине осуществляется с помощью ручного винтового привода или кривошипно-шатунного механизма станка-качалки.Known rocking machine (options) (patent RU No. 2105196, class F04B 47/02, 1998). The rocking machine according to the first embodiment comprises a frame, a rack with a support platform, on which a balancer with a head and a crank mechanism with a drive are mounted by means of a central bearing. The support platform is mounted on a rack pivotally with the possibility of rotation. The rotation of the support platform to release the near-estuary zone for performing underground work at the well is carried out using a manual screw drive or a crank mechanism of a rocking machine.

Согласно второму варианту станок-качалка содержит раму, установленную на ней стойку, на которой посредством центрального подшипника смонтирован балансир с головкой и кривошипно-шатунный механизм с приводом. Стойка смонтирована на раме шарнирно и снабжена ручным винтовым приводом ее поворота.According to a second embodiment, the rocking machine comprises a frame, a rack mounted on it, on which a balancer with a head and a crank mechanism with a drive are mounted by means of a central bearing. The rack is mounted on the frame articulated and equipped with a manual screw drive for its rotation.

К недостатку станка-качалки (первый вариант) следует отнести то, что в случае использования в качестве привода кривошипно-шатунного механизма станка-качалки требуется достаточно высокая временная точность при отключении двигателя и торможении во избежание ударов в крайних положениях при повороте опоры балансира.A disadvantage of the rocking machine (first option) is that if a crank mechanism of the rocking machine is used as a drive, a rather high temporary accuracy is required when the engine is turned off and braking to avoid impacts in extreme positions when turning the balancer support.

Недостатком использования винтового ручного привода (первый и второй варианты) является значительная трудоемкость и длительность выполнения операции подъема и отвода стойки с балансиром от устья скважины.The disadvantage of using a screw manual drive (first and second options) is the significant complexity and duration of the operation of lifting and retracting the rack with the balancer from the wellhead.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является привод глубинного штангового насоса (патент GB №2024313 кл. F04В 47/02, 1980 г).The closest in technical essence (prototype) is the drive of a deep-well pump (GB patent No. 2024313 class. F04B 47/02, 1980).

Привод глубинного штангового насоса содержит шарнирную опору, на которой установлен балансир с головкой, на боковых сторонах опоры балансира имеются направляющие для продольного перемещения балансира. В качестве средств скольжения используются размещенные в опоре четыре ролика с небольшим выступанием над опорной плоскостью балансира. Продольное перемещение балансира осуществляется с помощью гидроцилиндра. В начале движения, балансир накатываясь на выступающие ролики, слегка приподнимается над опорой и далее движется на роликах до упора.The drive of the deep sucker rod pump contains a hinge support on which a balancer with a head is mounted, on the sides of the balancer support there are guides for longitudinal movement of the balancer. As rollers, four rollers placed in the support are used with a small protrusion above the supporting plane of the balancer. The longitudinal movement of the balancer is carried out using a hydraulic cylinder. At the beginning of the movement, the balancer rolls onto the protruding rollers, slightly rises above the support and then moves on the rollers to the stop.

Основным недостатком станка-качалки является использование гидропривода для продольного перемещения балансира, что существенно усложняет конструкцию станка-качалки и требует высокой квалификации операторов по обслуживанию и ремонту. Кратковременность и эпизодичность использования гидропривода в станке-качалке для отката балансира ставит под сомнение целесообразность его применения. Кроме того, следует иметь ввиду неизбежное понижение надежности гидросистемы при эксплуатации станка-качалки в условиях низких температур.The main disadvantage of the rocking machine is the use of a hydraulic actuator for the longitudinal movement of the balancer, which significantly complicates the design of the rocking machine and requires highly qualified operators for maintenance and repair. The short duration and episodic use of the hydraulic drive in the rocking machine to roll back the balancer casts doubt on the appropriateness of its use. In addition, it should be borne in mind the inevitable decrease in the reliability of the hydraulic system during operation of the rocking machine at low temperatures.

Технической задачей, поставленной в изобретении, является уменьшение трудоемкости, повышение производительности, обеспечение безопасности при выполнении работ по освобождению околоустьевой зоны перед проведением ремонтных и профилактических работ на скважине, а также упрощение конструкции станка-качалки.The technical problem posed by the invention is to reduce the complexity, increase productivity, ensure safety when performing work to free the near-mouth zone before carrying out repair and maintenance work on the well, as well as simplifying the design of the rocking machine.

Эта задача достигается тем, что в станке-качалке, содержащем раму, стойку с шарнирной опорой, на которой установлен балансир с головкой с возможностью его продольного перемещения по опоре и кривошипно-шатунный механизм с приводом, при этом шарнирная опора снабжена средством скольжения и механизмом продольного перемещения балансира, согласно изобретению, средство скольжения выполнено в виде подпружиненных роликов, упирающихся в опорную плоскость тела балансира, а механизм перемещения балансира выполнен в виде ручного червячно-реечного привода, шарнирная опора и балансир скреплены винтовым откидным замком.This task is achieved by the fact that in the rocking machine containing the frame, a rack with a hinged support, on which a balancer with a head is installed with the possibility of its longitudinal movement along the support and a crank mechanism with a drive, while the hinged support is equipped with a sliding means and a longitudinal mechanism moving the balancer, according to the invention, the sliding means is made in the form of spring-loaded rollers abutting against the supporting plane of the body of the balancer, and the mechanism for moving the balancer is made in the form of a manual worm-rack the drive, the articulated support and the balancer are fastened with a screw folding lock.

Использование подпружиненных роликов в качестве опор качения балансира при его отводе от устья скважины существенно облегчает и ускоряет выполнение этой операции. Это достигается за счет того, что при откреплении балансира от шарнирной опоры перед выполнением отката ролики автоматически под действием стержневых пружин приподнимают его на небольшую фиксированную высоту над опорной плоскостью шарнирной опоры. Откат балансира на роликах не требует больших усилий. Для этого достаточно применение ручного червячно-реечного привода, приводимого в действие одним оператором, находящимся на площадке обслуживания опоры балансира. Опора балансира двуплечего станка-качалки при его работе подвержена реверсивной нагрузке. В результате чего возможно ослабление крепления балансира в шарнирной опоре. Наличие откидного винтового замка позволяет повысить надежность их взаимного крепления.The use of spring-loaded rollers as bearings of the balancer when it is diverted from the wellhead significantly facilitates and accelerates the implementation of this operation. This is achieved due to the fact that when detaching the balancer from the hinge support, before rolling, the rollers automatically raise it to a small fixed height above the support plane of the hinge support under the action of the rod springs. Rollback of the balancer on casters does not require much effort. For this, the use of a manual worm-rack drive driven by one operator located at the service site of the balancer support is sufficient. The support of the balancer of the two-shouldered rocking machine during its operation is subject to reverse load. As a result, it is possible to weaken the mounting of the balancer in the hinge support. The presence of a hinged screw lock improves the reliability of their mutual fastening.

Кроме того, при таком исполнении шарнирной опоры балансира отпадает необходимость во взаимной подвижности тела и головки балансира. Они могут быть выполнены как единое целое, так и раздельными (при их больших габаритах.). Это позволит существенно упростить конструкцию балансира и станка-качалки.In addition, with this design of the articulated support of the balancer, there is no need for mutual mobility of the body and the head of the balancer. They can be made as a whole, or separate (with their large dimensions.). This will significantly simplify the design of the balancer and the rocking machine.

На фиг.1 представлен общий вид двуплечего станка-качалки с контуром балансира в отведенном от устья скважины положении, на фиг.2 - одноплечий станок-качалка с контуром балансира в отведенном от устья скважины положении с отведенным балансиром, на фиг.3 изображена шарнирная опора двуплечего станка-качалки, на фиг.4 - вид Д фиг.3, на фиг.5 - вид Г фиг.4, на фиг.6 - сечение А-А фиг.4.Figure 1 presents a General view of a two-shouldered rocking machine with a contour of the balancer in the position away from the wellhead, figure 2 - single-arm rocking machine with the contour of the balancer in the position away from the wellhead with the allotted balancer, figure 3 shows the hinge support two-shouldered rocking machine, figure 4 is a view D of figure 3, figure 5 is a view of G figure 4, figure 6 is a section aa of figure 4.

Станок-качалка содержит раму 1, стойку 2, балансир 3 с головкой 4, канатную подвеску 5, шарнирную опору 6 балансира 3, кривошипно-шатунный механизм, состоящий из кривошипов 7 с контргрузами 8, шатунов 9, траверсы 10 с шарнирной опорой 11, привод, включающий двигатель 12, ременную передачу 13, редуктор 14, тормоз 15, площадку обслуживания 16. Шарнирная опора 6 балансира 3 состоит из опорной плиты 17, прижимов 18 для закрепления балансира 3 на опоре 6 направляющих штифтов 19, ручного привода 20, включающего червячную и реечную передачи 21 и 22 соответственно, подпружиненных опорных роликов 23 с осями 24 и стержневыми пружинами 25, откидного винтового замка 26. На теле балансира неподвижно закреплены зубчатая рейка 27, а также передний и задний упоры 28 и 29 соответственно.The rocking machine contains a frame 1, a rack 2, a balancer 3 with a head 4, a cable suspension 5, a hinge support 6 of a balancer 3, a crank mechanism consisting of cranks 7 with lockweights 8, connecting rods 9, a crosshead 10 with a hinged support 11, a drive including engine 12, belt drive 13, gearbox 14, brake 15, service platform 16. The hinge support 6 of the balancer 3 consists of a support plate 17, clamps 18 for fixing the balancer 3 to the support 6 of the guide pins 19, manual drive 20, including worm gear and rack and pinion transmission 21 and 22, respectively, ennyh support rollers 23 with the axes of rod 24 and spring 25, hinged lock screw 26. On the rocker body fixedly mounted toothed rack 27, as well as front and rear stops 28 and 29 respectively.

При ремонте скважины освобождение зоны обслуживания осуществляется путем перемещения балансира по опоре. Перемещение балансира осуществляется с помощью ручного червячно-реечного привода.When repairing a well, the service area is released by moving the balancer along the support. The balancer is moved using a manual worm-rack drive.

Отвод балансира 3 от устья скважины выполняется в следующей последовательности. Кривошипы 7 устанавливаются в горизонтальное положение в направлении от скважины, фиксируются тормозом 15 и стопором шкива редуктора (не показан), устьевой шток устанавливается на зажим, канатная подвеска 5 отсоединяется от устьевого штока. Затем размыкается и откидывается вниз винтовой замок 26, ослабляются гайки прижимов 18, При этом балансир 3 под действием стержневых пружин 25 приподнимается над плоскостью опорной плиты 17 и становится на опорные ролики 23. Вращением рукоятки ручного привода 20 балансир 3 откатывается на расстояние L от оси устья скважины до упора 28. Действия выполняются оператором с площадки обслуживания 16. Возврат балансира в переднее до упора 29 положение осуществляется в обратной последовательности.The removal of the balancer 3 from the wellhead is performed in the following sequence. The cranks 7 are installed in a horizontal position away from the well, are fixed by the brake 15 and the gear pulley stopper (not shown), the wellhead rod is mounted on the clamp, the cable suspension 5 is disconnected from the wellhead. Then the screw lock 26 is opened and tilted down, the clamping nuts 18 are loosened. In this case, the balancer 3 under the action of the rod springs 25 rises above the plane of the base plate 17 and becomes on the support rollers 23. By rotating the handle of the manual drive 20, the balancer 3 is rolled back to the distance L from the axis of the mouth wells to the stop 28. Actions are performed by the operator from the service site 16. The balance is returned to the front to the stop 29 position in the reverse sequence.

В одноплечих станках-качалках нагрузка в опоре балансира всегда направлена в одну сторону. В связи с этим дополнительного крепления балансира в шарнирной опоре винтовым откидным замком не требуется.In single-arm rocking machines, the load in the balancer support is always directed in one direction. In this regard, additional fastening of the balancer in the hinge support with a screw folding lock is not required.

Таким образом, при использовании предлагаемой конструкции станка-качалки процесс освобождения устья скважины становится безопасным и удобным. Вследствие этого уменьшается трудоемкость и повышается производительность отвода балансира перед выполнением ремонтных и профилактических подземных работ на скважине.Thus, when using the proposed design of the pumping unit, the process of releasing the wellhead becomes safe and convenient. As a result of this, the labor input decreases and the productivity of the balancer removal increases before performing repair and preventive underground work at the well.

На момент подачи заявки имеется рабочая документация на двуплечий и одноплечий станки-качалки, разработанная согласно заявки.At the time of filing the application, there is working documentation for two-arm and one-arm rocking machines, developed according to the application.

Claims

1. A rocking machine containing a frame, a rack with a hinged support, on which a balancer with a head is mounted with the possibility of its longitudinal movement and a crank mechanism with a drive, while the hinged support is equipped with sliding means and a mechanism of longitudinal movement of the balancer, characterized in that the sliding means is made in the form of spring-loaded rollers abutting against the supporting plane of the body of the balancer, and the mechanism for moving the balancer is made in the form of a manual worm-rack drive.

2. The rocking machine according to claim 1, characterized in that the hinge support and the balancer are fastened with a screw folding lock.