RU2355914C2 - Differentially balanced pumping unit - Google Patents
Differentially balanced pumping unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355914C2 RU2355914C2 RU2007134545/06A RU2007134545A RU2355914C2 RU 2355914 C2 RU2355914 C2 RU 2355914C2 RU 2007134545/06 A RU2007134545/06 A RU 2007134545/06A RU 2007134545 A RU2007134545 A RU 2007134545A RU 2355914 C2 RU2355914 C2 RU 2355914C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gearbox
- crank
- balancer
- rack
- rocker
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике добычи нефти из скважин и может быть использовано для привода штанговых скважинных насосов.The invention relates to techniques for oil production from wells and can be used to drive sucker rod pumps.
Известен станок-качалка с балансирным пореобразующим механизмом. Он содержит раму, стойку, связанные клиноременной передачей электродвигатель и редуктор, балансирный механизм для преобразования вращательного движения выходного вала редуктора в возвратно-поступательное движение подвески устьевого штока. Такой механизм состоит из кривошипов, размещенных на выходном валу редуктора с двух сторон, шарнирно связанных с кривошипами шатунов, которые через траверсу связаны с подвижно установленным на стойке двуплечим качающимся балансиром с головкой, на которой закреплен гибкий элемент с подвеской устьевого штока (ГОСТ 51763-2001, Приводы штанговых скважинных насосов, ГОССТАНДАРТ РОССИИ, Москва, с.3, рис.1).Known rocking machine with a balancing perereobrazuyuschim mechanism. It contains a frame, a rack connected by a V-belt transmission, an electric motor and a reducer, a balancing mechanism for converting the rotational motion of the output shaft of the reducer into the reciprocating movement of the suspension of the wellhead rod. Such a mechanism consists of cranks placed on the output shaft of the gearbox on two sides, pivotally connected to the cranks of the connecting rods, which are connected via a cross-arm to a two-arm swinging balancer with a head mounted on a rack, on which a flexible element with a wellhead rod suspension is fixed (GOST 51763-2001 , Drivers of sucker rod pumps, GOSSTANDARD of RUSSIA, Moscow, p. 3, Fig. 1).
Недостатком такого станка-качалки является то, что преобразующий механизм содержит качающиеся шатуны и траверсу, что приводит к знакопеременным горизонтально направленным усилиям, действующим на стойку и раскачивающим металлоконструкцию, а в случае обрыва одного из шатунов к повреждению металлоконструкции.The disadvantage of such a rocking machine is that the transforming mechanism contains swinging rods and a traverse, which leads to alternating horizontally directed forces acting on the rack and swinging the metal structure, and in case of breakage of one of the connecting rods to damage to the metal structure.
Известен также станок-качалка с дифференциальным кривошипным преобразующим механизмом, содержащий основание, тумбу с установленными на ней редуктором и стойкой с перекладиной и направляющими шкивами, приводной электродвигатель, клиноременную передачу. У такого станка-качалки на выходном валу редуктора, с одной стороны, установлен дифференциальный кривошипный преобразующий механизм, ведущий кривошип которого связан посредством гибкого элемента, через направляющие шкивы перекладины, с подвеской устьевого штока, которая расположенна с другой стороны редуктора, чем кривошиный механизм (RU 2270367 С2, 20.02.2006).A rocking machine with a differential crank transforming mechanism is also known, it contains a base, a cabinet with a gearbox mounted on it and a rack with a crossbar and guide pulleys, a drive motor, a V-belt drive. On such a rocking machine, on the output shaft of the gearbox, on the one hand, there is a differential crank converting mechanism, the driving crank of which is connected via a guide element through the guide pulleys of the crossbar, to the suspension of the wellhead rod, which is located on the other side of the gearbox than the crank mechanism (RU 2270367 C2, 02.20.2006).
Недостатком такого станка-качалки является то, что направляющие шкивы имеют сравнительно небольшие диаметры, что несколько снижает срок службы гибкого элемента, а также то, что конструкция перекладины усложняется в связи с необходимостью применения специального механизма для поворота и фиксации положения перекладины при выполнении на скважине ремонтных работ.The disadvantage of such a rocking machine is that the guide pulleys have relatively small diameters, which slightly reduces the life of the flexible element, as well as the fact that the design of the crossbar is complicated due to the need to use a special mechanism for turning and fixing the position of the crossbar when repairing the well works.
Задачей настоящего изобретения является создание станка-качалки с преобразующем механизмом в котором исключаются недостатки, присущие станкам-качалкам с балансирным и дифференциальным преобразующими механизмами.An object of the present invention is to provide a rocking machine with a conversion mechanism, which eliminates the disadvantages inherent in rocking machines with balancing and differential conversion mechanisms.
Эта задача достигается тем, что на стойке подвижно установлен балансир с двумя неподвижными головками на его концах, причем головка балансира со стороны дифференциального кривошипного преобразующего механизма посредством гибкого элемента связана с натяжным шкивом ведущего кривошипа этого механизма, а другая головка, со стороны подвески устьевого штока, посредством уже другого гибкого элемента связана с подвеской устьевого штока, при этом стойка и балансир выполнены с возможностью поворота балансира вокруг его оси, а при повороте в сторону кривошипов - до занятия им вертикального положения.This task is achieved by the fact that a balancer with two fixed heads at its ends is movably mounted on the rack, the balancer head on the side of the differential crank converting mechanism through a flexible element connected to the tension pulley of the leading crank of this mechanism, and the other head, on the suspension side of the wellhead rod, by means of another flexible element it is connected with the suspension of the wellhead rod, while the stand and the balancer are made with the possibility of turning the balancer around its axis, and when turning in Ron cranks - up classes they vertical position.
При этом плечи балансира могут быть равны и не равны друг другу. Тогда при неизменных радиусах кривошипов, если длина плеча балансира со стороны подвески устьевого штока больше длины плеча балансира со стороны кривошипов, то увеличивается длина хода, и наоборот, если длина плеча балансира со стороны подвески устьевого штока меньше, чем со стороны кривошипов, то увеличивается тяговое усилие.In this case, the shoulders of the balancer can be equal and not equal to each other. Then, at constant radii of the cranks, if the length of the shoulder of the balancer from the side of the suspension of the wellhead rod is longer than the length of the shoulder of the balancer from the side of the cranks, the length of the stroke increases, and vice versa, if the length of the shoulder of the balancer from the side of the suspension of the wellhead is less than from the side of the cranks, then the traction an effort.
Такая конструкция станка-качалки проста и надежна. По сравнению с известным станком-качалкой с дифференциальным преобразующим механизмом с перекладиной и направляющими шкивами увеличивается радиус изгиба гибкого элемента, что увеличивает его долговечность. Исключается механизм для поворота и фиксации перекладины, что упрощает конструкцию станка-качалки. По сравнению с известным станком-качалкой с балансирным преобразующим механизмом упрощается конструкция и повышается надежность, так как нет качающихся шатунов, траверсы и поворотной головки балансира, а стойка нагружена только вертикальными усилиями.This design of the rocking machine is simple and reliable. Compared with the known rocking machine with a differential conversion mechanism with a crossbar and guide pulleys, the bending radius of the flexible element increases, which increases its durability. The mechanism for turning and fixing the crossbar is excluded, which simplifies the design of the rocking machine. Compared with the known rocking machine with a balancing transforming mechanism, the design is simplified and reliability is increased, since there are no oscillating rods, a beam and a swinging head of the balancer, and the rack is loaded only with vertical forces.
Описываемый станок-качалка может быть выполнен также по схеме, когда стойка и дифференциальный кривошипный преобразующий механизм расположены с одной стороны редуктора и ось стойки и продольная ось балансира находятся в вертикальной плоскости, проходящей через ось выходного вала редуктора.The described rocking machine can also be made according to the scheme when the rack and the differential crank converting mechanism are located on one side of the gearbox and the axis of the rack and the longitudinal axis of the balancer are in a vertical plane passing through the axis of the gearbox output shaft.
На фиг.1 схематично представлен предлагаемый дифференциально-балансирный станок-качалка; на фиг.2 схематично представлен вид сбоку; на фиг.3 представлен вариант исполнения станка-качалки, когда стойка и дифференциальный преобразующий механизм расположены с одной стороны редуктора и ось стойки и продольная ось балансира находятся в вертикальной плоскости, проходящей через ось выходного вала редуктора.Figure 1 schematically shows the proposed differential-balancing rocking machine; figure 2 is a schematic side view; figure 3 presents an embodiment of the rocking machine, when the rack and the differential converting mechanism are located on one side of the gearbox and the axis of the rack and the longitudinal axis of the balancer are in a vertical plane passing through the axis of the output shaft of the gearbox.
Станок-качалка содержит основание 1, тумбу 2, электродвигатель 3, связанный через клиноременную передачу 4 с редуктором 5, преобразующий дифференциальный кривошипный механизм, который установлен на выходном валу редуктора с одной стороны и содержит два взаимосвязанных через планетарную передачу кривошипа - центральный 6, жестко установленный на выходном валу редуктора 5, и ведущий кривошип 7, установленный на выходном валу центрального кривошипа 6. Подвеска устьевого штока 8 расположена с другой стороны редуктора. Стойка 9 расположена непосредственно на тумбе над редуктором, а на ней подвижно установлен качающийся балансир 10 с двумя жестко установленными на его концах головками 11 и 12. Натяжной шкив 13, установленный на ведущем кривошипе, связан с первой головкой 11 балансира посредством гибкого элемента 14, а подвеска устьевого штока 8, посредством гибкого элемента 15, связана с другой головкой 12 балансира. При этом стойка 9 установлена так, что ее ось, продольная ось балансира 10, ось подвески устьевого штока 8 и точка крепления натяжного шкива 13 на ведущем кривошипе 7 находится в одной вертикальной плоскости, проходящей через ось выходного вала редуктора 5. Для уравновешивания станка-качалки на ведущем кривошипе установлены грузы 16. На входном валу редуктора также установлено тормозное устройство 17. Ограждения и площадки для обслуживания станка-качалки условно не показаны.The rocking machine contains a base 1, a pedestal 2, an electric motor 3 connected through a V-belt drive 4 with a gear 5, converting a differential crank mechanism that is mounted on the output shaft of the gear on one side and contains two cranks interconnected through a planetary gear - central 6, rigidly mounted on the output shaft of the gearbox 5, and a driving crank 7 mounted on the output shaft of the central crank 6. The suspension of the wellhead rod 8 is located on the other side of the gearbox. The rack 9 is located directly on the pedestal above the gearbox, and the swinging balancer 10 is movably mounted on it with two heads 11 and 12 rigidly mounted at its ends. The tension pulley 13 mounted on the drive crank is connected to the first head 11 of the balancer by means of a flexible element 14, and the suspension of the wellhead rod 8, by means of a flexible element 15, is connected with another head 12 of the balancer. While the rack 9 is installed so that its axis, the longitudinal axis of the balancer 10, the suspension axis of the wellhead rod 8 and the attachment point of the tension pulley 13 on the driving crank 7 is in one vertical plane passing through the axis of the output shaft of the gearbox 5. To balance the
Станок-качалка работает следующим образом.Rocking machine works as follows.
Вращение от электродвигателя 3 посредством клиноременной передачи 4 и редуктора 5 передается центральному кривошипу 6 и через шестерни ведущему кривошипу 7 с натяжным шкивом 13 дифференциального кривошипного преобразующего механизма. При этом натяжной шкив на ведущем кривошипе получает вертикальное прямолинейное возвратно-поступательное движение и через гибкий элемент 14 и головку балансира 11 поворачивает тело балансира 10, а через головку 12 балансира и гибкий элемент 15 передает вертикальное движение подвеске устьевого штока 8. При этом тяговое усилие при подъеме подвески устьевого штока 8 складывается из усилия от уравновешивающих грузов, кривошипов и крутящего момента, передаваемого редуктором, а при опускании тяговое усилие уже со стороны подвески устьевого штока передается через балансир и гибкие элементы на натяжной шкив ведущего кривошипа и, объединяясь с усилием от крутящего момента, передаваемого редуктором, осуществляет подъем кривошипов.The rotation from the electric motor 3 by means of a V-belt drive 4 and a gearbox 5 is transmitted to the central crank 6 and through the gears to the leading crank 7 with a tension pulley 13 of the differential crank converting mechanism. In this case, the tension pulley on the driving crank receives a vertical rectilinear reciprocating movement and through the flexible element 14 and the head of the balancer 11 turns the body of the balancer 10, and through the head 12 of the balancer and the flexible element 15 transmits the vertical movement to the suspension of the wellhead rod 8. In this case, the traction lifting the suspension of the wellhead rod 8 is made up of the force from balancing weights, cranks and torque transmitted by the gearbox, and when lowering, the pulling force is already from the side of the suspension of the wellhead It is transmitted through the balancer and flexible elements to the idler pulley of the driving crank and, combined with the force from the torque transmitted by the gearbox, lifts the cranks.
Достоинства станка-качалки состоят в предельно компактной и надежной конструкции. Отсутствуют такие слабые звенья как шатуны, траверса, поворотная головка, присущие известным балансирным станкам, стойка нагружена только вертикальными усилиями, и поэтому нет сил раскачивающих конструкцию. Кривошипы вращаются встречно, поэтому и динамические усилия сведены к минимуму. Головки балансира жестко связаны с телом балансира и имеют большие радиусы, что благоприятно для увеличения срока службы гибких элементов. Обеспечивается удобство обслуживания при выполнении ремонтных работ за счет простого поворота тела балансира вместе с его головками в сторону кривошипов до занятия им вертикального положения. При этом положении балансира края головок балансира со стороны скважины находятся в вертикальной плоскости, отстоящей от устья скважины на некотором расстоянии, и образуется свободное пространство для проведения на скважине ремонтных работ. При этом не требуется фиксация вертикального положения балансира, так как он будет удерживаться в этом положении за счет неуравновешенной относительно вертикальной оси стойки массы.Advantages of the rocking machine consist in an extremely compact and reliable design. There are no such weak links as connecting rods, traverse, rotary head inherent in the well-known balancing machines, the rack is loaded only with vertical forces, and therefore there are no forces swinging the structure. Cranks rotate counter, therefore, dynamic forces are minimized. The heads of the balancer are rigidly connected with the body of the balancer and have large radii, which is favorable for increasing the service life of flexible elements. Ease of maintenance is ensured when performing repair work due to a simple rotation of the balancer body, together with its heads, towards the cranks until they occupy a vertical position. With this position of the balancer, the edges of the heads of the balancer from the side of the well are in a vertical plane, separated from the wellhead by a certain distance, and free space is formed for repair work at the well. This does not require fixing the vertical position of the balancer, since it will be held in this position due to unbalanced relative to the vertical axis of the rack of mass.
Представляет практический интерес также вариант исполнения станка-качалки, когда стойка с балансиром находятся со стороны кривошипов и ось стойки и продольная ось балансира расположены в вертикальной плоскости, проходящей через ось выходного вала редуктора. В этом случае стойка с балансиром, фактически, установлены на скважине стационарно и связаны с приводом только гибким элементом. Поэтому это удобно для обслуживания и проведения ремонтных работ привода станка-качалки, а также при необходимости замены редуктора при ремонте, или установки редуктора с другим передаточным числом, при необходимости резкого изменения частоты качаний станка-качалки.The embodiment of the rocking machine is also of practical interest when the column with the balancer is located on the side of the cranks and the axis of the column and the longitudinal axis of the balancer are located in a vertical plane passing through the axis of the output shaft of the gearbox. In this case, the rack with the balancer, in fact, is installed on the well stationary and connected with the drive only by a flexible element. Therefore, it is convenient for maintenance and repair work of the drive of the rocking machine, as well as if it is necessary to replace the gearbox during repair, or to install the gearbox with a different gear ratio, if necessary, a sharp change in the frequency of swing of the rocking machine.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134545/06A RU2355914C2 (en) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Differentially balanced pumping unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134545/06A RU2355914C2 (en) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Differentially balanced pumping unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007134545A RU2007134545A (en) | 2008-01-27 |
RU2355914C2 true RU2355914C2 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=39109818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007134545/06A RU2355914C2 (en) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Differentially balanced pumping unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2355914C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612764C1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-03-13 | Александр Александрович Панфилов | Multibar pump plant |
RU2747069C1 (en) * | 2020-10-07 | 2021-04-23 | Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью | Guard for balancer head of rocking machine |
-
2007
- 2007-09-17 RU RU2007134545/06A patent/RU2355914C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612764C1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-03-13 | Александр Александрович Панфилов | Multibar pump plant |
RU2747069C1 (en) * | 2020-10-07 | 2021-04-23 | Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью | Guard for balancer head of rocking machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007134545A (en) | 2008-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA012103B1 (en) | Mechanical drive of well pumps | |
CN108691530B (en) | Method for calculating polished rod axial force of tower-type twin-well pumping unit based on motion mechanics | |
RU2355914C2 (en) | Differentially balanced pumping unit | |
RU2267649C2 (en) | Differential long-stroke pumping unit | |
CN101424178A (en) | Crank block type pumping unit | |
RU2205978C2 (en) | Chain-driven pumping unit for two wells | |
US3222940A (en) | Counterbalance means | |
US1948288A (en) | Method and means of counterbalancing | |
US2308823A (en) | Pump jack | |
US4063825A (en) | Pumping apparatus particularly for oil wells | |
RU2270367C2 (en) | Pumping unit | |
RU2004107933A (en) | DIFFERENTIAL LONG-WAY ROCKING MACHINE | |
CN212317950U (en) | Double-connecting-rod reversing pumping unit | |
SU802608A1 (en) | Well sucker-rod pump drive | |
US3277730A (en) | Counterbalance means | |
RU2347946C1 (en) | Rod pump group drive | |
CN101029561A (en) | Front reversal beam pumping unit | |
RU158764U1 (en) | ROCKING MACHINE | |
RU212884U1 (en) | PUMPING UNIT FOR OIL PRODUCTION | |
RU2308616C2 (en) | Pumping unit | |
CN102155189A (en) | Balancing torque converting device for beam-pumping unit | |
RU2265138C2 (en) | Differential pumping unit | |
RU2118709C1 (en) | Group drive of sucker-rod pumps | |
RU221865U1 (en) | PUMPING MACHINE FOR OIL PRODUCTION | |
RU2779351C1 (en) | Pumping unit for oil production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090918 |