RU2611126C1 - Drive of oil well pump - Google Patents
Drive of oil well pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611126C1 RU2611126C1 RU2016106807A RU2016106807A RU2611126C1 RU 2611126 C1 RU2611126 C1 RU 2611126C1 RU 2016106807 A RU2016106807 A RU 2016106807A RU 2016106807 A RU2016106807 A RU 2016106807A RU 2611126 C1 RU2611126 C1 RU 2611126C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flexible link
- drive
- housing
- jack
- tension
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
- F04B47/02—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps the driving mechanisms being situated at ground level
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами.The invention relates to technical means for lifting liquid from wells and can be used in the oil industry for oil production by sucker rod pumps.
Известен привод скважинного штангового насоса (патент RU №2200876, МПК F04B 47/02, опубл. 20.03.2003, бюл. №8), содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны, охваченный гибким непрерывным звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих и связанным через гибкое звено с колонной штанг, при этом противовес выполнен сборным, состоящим из основного противовеса, нормализующего работу привода насоса, снабженного штангами минимального сечения и спущенного на минимальную глубину скважины, и дополнительных противовесов, выполненных с возможностью размещения их массы симметрично относительно оси симметрии плоскости гибкого непрерывного звена на основном противовесе, при этом суммарный центр тяжести расположен в непосредственной близости от этой плоскости, а гибкое звено, связывающее противовес с колонной штанг, размещено с образованием четного числа параллельных ветвей, узлы соединения ветвей гибкого звена с противовесом размещены попарно симметрично относительно оси симметрии гибкого звена за пределами его контура, при этом узлы соединения гибкого звена с противовесом и узлом подвески штанг выполнены с обеспечением одинакового натяжения всех ветвей гибкого звена, а рама снабжена колесами и дополнительным приводом и выполнена с возможностью фиксации относительно основания в любых положениях, а колеса установлены с возможностью взаимодействия с направляющими, и дополнительную раму, соединенную с основной рамой с возможностью перемещения в направлении оси симметрии контура гибкого непрерывного звена, проходящей через ведущий и криволинейный направляющий элемент преобразующего механизма, причем соединение выполнено с возможностью фиксации дополнительной рамы относительно основной в любом положении, при этом гибкое звено, связывающее противовес с колонной штанг, выполнено замкнутым.A well-known drive of a sucker-rod pump (patent RU No. 2200876, IPC F04B 47/02, publ. March 20, 2003, bull. No. 8), comprising a motor mounted on the base and placed on it, a mechanism for converting rotational motion into reciprocating, including a drive pulley and a curved guide element with a constant radius of curvature, covered by a flexible continuous link connected to a carriage connected to a counterweight installed in the guides and connected through a flexible link with a rod string, while the counterweight is made one, consisting of the main counterweight, normalizing the operation of the pump drive, equipped with rods of the minimum cross section and lowered to the minimum depth of the well, and additional counterweights made with the possibility of placing their mass symmetrically with respect to the axis of symmetry of the plane of the continuous continuous link on the main counterweight, with the total center of gravity located in close proximity to this plane, and the flexible link connecting the counterweight to the rod string is placed with the formation of an even number of steam of the branch branches, the nodes of the connection of the branches of the flexible link with the counterweight are placed pairwise symmetrically with respect to the axis of symmetry of the flexible link outside its contour, while the nodes of the connection of the flexible link with the counterweight and the suspension node of the rods are made to ensure the same tension of all branches of the flexible link, and the frame is equipped with wheels and an additional drive and is made with the possibility of fixing relative to the base in any positions, and the wheels are installed with the possibility of interaction with the guides, and an additional frame, United with the main frame with the ability to move in the direction of the axis of symmetry of the contour of a flexible continuous link passing through the leading and curved guide element of the transforming mechanism, the connection being made with the possibility of fixing the additional frame relative to the main frame in any position, while the flexible link connecting the counterweight to the rod string is closed.
Известен привод скважинного штангового насоса (патент US №4916959, Int. Cl. 4 В66В 5/26, опубл. 17.04.1990), содержащий установленные на основании на единой раме с корпусом двигатель, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомые шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг, причем оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости, а верхний (ведомый) шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена.A well-known drive of a sucker-rod pump (US patent No. 4916959, Int. Cl. 4 B66B 5/26, publ. 04/17/1990), containing installed on the basis of a single frame with a housing engine, a mechanism that converts rotational motion into reciprocating, including drive and driven pulleys covered by a continuous flexible link connected to a carriage connected to a counterweight mounted in the guides of the housing and connected through a flexible link to the rod suspension unit, the axes of the conversion mechanism, the counterweight and the flexible link being close to second vertical plane, and the top (driven) pulley mounted in the housing rotatably and axially limited movement converting mechanism for adjusting the tension of a continuous flexible member.
Однако известные устройства имеют следующие недостатки:However, known devices have the following disadvantages:
- во-первых, натяжение непрерывного гибкого звена регулируется периодически с участием обслуживающего персонала, что приводит к образованию провиса (ослабления) гибкого звена между регулировками, из-за чего возникают динамические нагрузки в преобразующем механизме, сокращающие срок службы гибкого звена и всей установки или приводящие к более частому регулированию натяжения, что существенно повышает затраты на обслуживание;- firstly, the tension of the continuous flexible link is regulated periodically with the participation of staff, which leads to the formation of sagging (weakening) of the flexible link between the adjustments, which causes dynamic loads in the conversion mechanism, reducing the service life of the flexible link and the entire installation or leading to more frequent tension control, which significantly increases maintenance costs;
- во-вторых, для оптимального натяжения гибкого звена обслуживающему персоналу необходимо определить величину натяжения с использованием специальных устройств и приборов, что приводит к дополнительным вложениям;- secondly, for optimal tension of the flexible link for maintenance personnel, it is necessary to determine the magnitude of the tension using special devices and devices, which leads to additional investments;
- в-третьих, для регулирования натяжения гибкого звена обслуживающим персоналом необходимо остановить привод, что приводит к потерям добываемой продукции, а также затратам рабочего времени обслуживающего персонала;- thirdly, to regulate the tension of the flexible link by maintenance personnel, it is necessary to stop the drive, which leads to losses of the products being produced, as well as the cost of working time of the maintenance personnel;
- в-четвертых, регулирование обслуживающим персоналом натяжения гибкого звена происходит при расположении противовеса на технологических упорах с возможностью последующего подъема противовеса для снятия с упоров, что приводит к чрезмерному натяжению одного участка гибкого звена при недостаточном натяжении другого и является причиной его преждевременного выхода из строя.- fourthly, the maintenance personnel adjust the tension of the flexible link when the counterweight is located on the technological stops with the possibility of subsequent lifting of the counterweight for removal from the stops, which leads to excessive tension of one section of the flexible link with insufficient tension of the other and is the reason for its premature failure.
Наиболее близким по технической сущности является привод скважинного штангового насоса (патент RU №2522729, МПК F04B 47/02, опубл. 20.07.2014, бюл. №20), содержащий установленные на основании на раме с корпусом двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг, причем оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости, а верхний (ведомый) шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса с осью шкива, установленного на продольных салазках корпуса и соединенного с толкателем, выполненным в виде винтовой пары, гайка которого жестко соединена с корпусом, и противоотворотного механизма, причем противоотворотный механизм выполнен в виде автоматического механизма, а винт винтовой пары снабжен барабаном с намотанным гибким звеном, конец которого через блок соединен с грузом, выполненным с возможностью вращения барабана для натяжения непрерывного гибкого звена винтовой парой при ослаблении и перемещении каретки с противовесом вниз.The closest in technical essence is the drive of a borehole sucker rod pump (patent RU No. 2522729, IPC F04B 47/02, publ. 07/20/2014, bull. No. 20), containing mounted on the base frame with the body of the motor, gearbox, rotary converting mechanism reciprocating movement, including driving and driven pulleys, covered by a continuous flexible link connected to a carriage connected to a counterweight mounted in the guides of the housing and connected through a flexible link to the rod suspension unit, and the axis of the converting mechanism , the counterweight and the flexible link are close to one vertical plane, and the upper (driven) pulley is mounted in the housing with the possibility of rotation and limited movement along the axis of the converting mechanism for adjusting the tension of the continuous flexible link using a tensioning mechanism consisting of a movable housing with the axis of the pulley mounted on the longitudinal slides of the housing and connected to the pusher, made in the form of a screw pair, the nut of which is rigidly connected to the housing, and an anti-reversal mechanism, moreover tivootvorotny mechanism is in the form of an automatic mechanism, and the screw is provided with a pair of helical drum wound with a flexible link, through which the end block is connected to the load, arranged to rotate the drum for a pair of helical tension continuous flexible link when loosening and moving down the carriage with a counterweight.
Недостатками известного решения являются:The disadvantages of the known solutions are:
- во-первых, невозможность диагностирования работы преобразующего механизма привода (контроль износа гибкого звена, контроль работы натяжного механизма, определения усилия в гибком звене и др.) дистанционно, не приезжая на скважину;- firstly, the impossibility of diagnosing the operation of the transforming drive mechanism (monitoring the wear of the flexible link, monitoring the operation of the tension mechanism, determining the force in the flexible link, etc.) remotely without coming to the well;
- во-вторых, необходимость принятия мер для преодоления момента страгивания в винтовой паре в начале вращения винта, т.е. веса груза, подобранного для автоматической работы натяжного механизма, при определенных обстоятельствах, например при застывании смазки из-за перепада температур, контакта смазки с внешней средой (пылью, механическими примесями и др.) или из-за продолжительного простоя привода и др., может не хватить для поворота винта в начальный момент его движения, что приведет к неудовлетворительной работе натяжного механизма.- secondly, the need to take measures to overcome the moment of breaking in the screw pair at the beginning of rotation of the screw, i.e. the weight of the load selected for the automatic operation of the tensioning mechanism, under certain circumstances, for example, when the lubricant solidifies due to temperature differences, contact of the lubricant with the external environment (dust, mechanical impurities, etc.) or due to prolonged shutdown of the drive, etc., may not enough to turn the screw at the initial moment of its movement, which will lead to unsatisfactory operation of the tensioning mechanism.
Техническими задачами изобретения являются автоматическое поддержание постоянного натяжения гибкого звена преобразующего механизма с дистанционным диагностированием его работы, а также исключение влияния момента страгивания на работоспособность натяжного механизма.The technical objectives of the invention are the automatic maintenance of constant tension of the flexible link of the converting mechanism with remote diagnosis of its operation, as well as eliminating the influence of the breakaway moment on the operability of the tensioning mechanism.
Поставленные технические задачи решаются приводом скважинного штангового насоса, содержащим установленные на основании на раме с корпусом двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг, причем оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости, а верхний ведомый шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса с осью шкива, установленного на продольных салазках корпуса привода и соединенного с толкателем.The stated technical problems are solved by a borehole sucker-rod pump drive, comprising an engine, a gearbox, a mechanism that converts rotational motion into reciprocating, including a driving and driven pulleys covered by a continuous flexible link associated with a carriage connected to a counterweight, mounted on a base on a frame with a housing, installed in the guides of the housing and connected through a flexible link with the node suspension rods, and the axis of the converting mechanism, the counterweight and the flexible link are close to one Vertical, plane, and the upper driven pulley mounted in the housing rotatably and limited movement along adjustment axis converting mechanism for tensioning the continuous flexible link by means of the tensioning mechanism comprised of the movable housing with pulley axle mounted on the longitudinal slide actuator housing and connected with the pusher.
Новым является то, что толкатель натяжного механизма выполнен в виде ромбовидного винтового домкрата, состоящего из оснований домкрата, соединенных шарнирами в виде ромба, противоположные углы которых выполнены с возможностью сближения или расхождения под действием винтовой пары, причем одно основание домкрата зафиксировано относительно корпуса, а другое основание домкрата - относительно подвижного корпуса натяжного механизма, при этом винт винтовой пары домкрата соединен с электрическим приводом, позволяющим перемещать основание домкрата с подвижной частью натяжного механизма при ослаблении натяжения гибкого звена ниже выбранной величины усилия натяжения гибкого звена, определенным датчиком нагрузки, который функционально связан с блоком управления.New is that the pusher of the tensioning mechanism is made in the form of a diamond-shaped screw jack, consisting of the base of the jack connected by hinges in the form of a rhombus, the opposite corners of which are made with the possibility of rapprochement or divergence under the action of a screw pair, with one base of the jack fixed relative to the housing and the other the base of the jack is relative to the movable housing of the tensioning mechanism, while the screw of the screw pair of the jack is connected to an electric drive that allows the base to be moved to jack with the movable part of the tension mechanism when the tension of the flexible link is weakened below the selected value of the tension force of the flexible link, determined by the load sensor, which is functionally connected to the control unit.
На фиг. 1 схематично изображен привод скважинного штангового насоса (вид сбоку); на фиг. 2 - то же, вид А по фиг. 1 (рама 2, двигатель 4 и редуктор 5 не показаны); на фиг. 3 - схема натяжного механизма привода при расположении над подвижным корпусом (разрез Б-Б по фиг. 2); на фиг. 4 - схема натяжного механизма привода при расположении под подвижным корпусом (разрез Б-Б по фиг. 2).In FIG. 1 schematically depicts a borehole sucker rod pump drive (side view); in FIG. 2 is the same, view A of FIG. 1 (
Привод скважинного штангового насоса, содержащий установленные на основании 1 (фиг. 1) на раме 2 с корпусом 3 двигатель 4, редуктор 5, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий 6 (фиг. 2) и ведомый 7 шкивы, например, звездочки, или зубчатые шкивы, или т.п., охваченные непрерывным гибким звеном 8, например цепью, или зубчатым ремнем, или т.п., связанным с кареткой 9, соединенной с противовесом 10, установленным в направляющих 11 корпуса 3 (фиг. 1) и связанным через гибкое звено 12, например транспортерную ленту, или канат, или т.п., с узлом подвески штанг 13, причем ось 14 преобразующего механизма, ось 15 противовеса 10 и ось 16 гибкого звена 12 находятся вблизи одной вертикальной плоскости 17, а верхний (ведомый) шкив 7 (фиг. 2) установлен в корпусе 3 (фиг. 1) с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси 14 преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена 8 (фиг. 3) при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса 18 с осью 19 шкива 7, установленного на продольных салазках 20 корпуса 3 привода и соединенного с толкателем 21. Источником энергии для двигателя 4 может быть электрическая энергия, тогда в качестве двигателя будет электродвигатель, или энергия сгорающего топлива (двигатель внутреннего сгорания), или другой вид энергии и соответствующий двигатель.A downhole sucker-rod pump drive, comprising an engine 4, a
Толкатель 21 натяжного механизма выполнен в виде ромбовидного винтового домкрата 22, состоящего из оснований 23 и 24 домкрата 22, соединенных шарнирами 25 в виде ромба, противоположные углы 26 и 27 которых выполнены с возможностью расхождения под действием винтовой пары 28, причем одно основание 23 домкрата 22 зафиксировано относительно корпуса 3, а другое основание 24 домкрата 22 - относительно подвижного корпуса 18 натяжного механизма, при этом винт 29 винтовой пары 28 домкрата 22 соединен с электрическим приводом 30, позволяющим перемещать основание 24 домкрата 22 с подвижной частью натяжного механизма при ослаблении натяжения гибкого звена 8 ниже выбранной величины усилия натяжения гибкого звена 8, определенного датчиком нагрузки 31, который функционально связан с блоком управления (не показан).The
Электрический привод 30 может состоять только из электродвигателя, как на фиг. 3, или электродвигателя с передачей, которая может быть механической (зубчатой, ременной и др.), гидравлической или другой, или иного привода, источником энергии которого является электрическая энергия.The
В качестве датчика нагрузки 31 могут быть применены известные конструкции датчиков, например датчик, определяющий усилие на основании 24 домкрата 22, как на фиг. 3, или датчик усилия натяжения гибкого звена 8 (не показан) или датчик любого другого вида, установленный как на электродвигателе, так и на любом другом элементе преобразующего механизма, а также комбинации различных видов датчиков. На конструкцию датчика нагрузки 31 авторы не претендуют.As the
Блок управления может быть встроен в датчик нагрузки 31, например, в виде концевого выключателя (не показан) или может быть в виде отдельного узла, находящегося на приводе, например на станции управления (не показана) двигателем 4 привода, или находящийся на расстоянии, например на диспетчерском пункте (на фигурах не показан).The control unit may be integrated in the
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
Возле устья скважины устанавливается основание 1 (фиг. 1) привода. Основание 1 может быть выполнено в виде фундаментной плиты в случае стационарного размещения привода или саней (не показан) - в случае передвижного (мобильного) варианта привода. На основании 1 монтируется привод в сборе. Колонна штанг установки скважинного штангового насоса (не показана) подвешивается на узел подвески штанг 13 привода.Near the wellhead is installed base 1 (Fig. 1) of the drive. The
После включения двигателя 4 (фиг. 1) вращение через редуктор 5 и ведущий шкив 6 (фиг. 2) преобразующего механизма передается на непрерывное замкнутое гибкое звено 8. Допустим, гибкое звено 8 двигается против часовой стрелки. Связанная с гибким звеном 8 каретка 9, соединенная с противовесом 10, оснащенным колесами 32, движется вниз по направляющим 11 корпуса 3 (фиг. 1), а связанный с противовесом 10 (фиг. 2) через гибкое звено 12 (фиг. 1) узел подвески штанг 13 поднимается вверх, соответственно поднимая колонну штанг с плунжером скважинного штангового насоса (показаны). При достижении кареткой 9 (фиг. 2) преобразующего механизма крайнего нижнего положения происходит переход с хода вниз противовеса 10 на ход вверх за счет перехода каретки 9, оснащенной колесами 33, по направляющим 34 с одной ветви гибкого звена 8 на другую - происходит преобразование вращательного движения ведущего шкива 6 в возвратно-поступательное противовеса 10. Соответственно при этом происходит изменение направления движения узла подвески штанг 13 (фиг. 1) с хода вверх на ход вниз. То же самое происходит при переходе каретки 9 (фиг. 2) через крайнее верхнее положение -только с хода вниз на ход вверх узла подвески штанг 13 (фиг. 1).After turning on the motor 4 (Fig. 1), the rotation through the
Для снижения нагрузок на элементы преобразующего механизма, в частности на гибкое звено 8 (фиг. 2), оси 14 (фиг. 1) преобразующего механизма, 15 противовеса 10 и 16 гибкого звена 12 расположены вблизи одной вертикальной плоскости 17.To reduce the loads on the elements of the converting mechanism, in particular on the flexible link 8 (Fig. 2), the axis 14 (Fig. 1) of the converting mechanism, 15
Рама 2 (фиг. 1) может быть жестко присоединена к корпусу 3 или может регулироваться (не показано) относительно корпуса 3 в зависимости от требований технологичности сборки привода.The frame 2 (Fig. 1) can be rigidly attached to the
Во время эксплуатации привода гибкое звено 8 (фиг. 2) под действием циклической нагрузки и вследствие износа будет удлиняться, поэтому в конструкции привода для исключения влияния человеческого фактора и поддержания постоянного натяжения гибкого звена 8 предусмотрен механизм автоматического натяжения гибкого звена 8 путем перемещения верхнего (ведомого) шкива 7 вдоль оси 14 (фиг. 1) преобразующего механизма с помощью натяжного механизма по мере ослабления гибкого звена 8 (фиг. 2).During operation of the drive, the flexible link 8 (Fig. 2) will be lengthened by cyclic loading and due to wear, therefore, in the drive design, to automatically eliminate the influence of the human factor and maintain constant tension of the
Принцип работы натяжного механизма заключается в следующем. Когда каретка 9 (фиг. 2) переходит через крайнее нижнее положение, происходит натяжение всего гибкого звена 8, т.е. гибкое звено 8 полностью равномерно нагружается тяговым усилием от нижнего (ведущего) шкива 6. По мере хода каретки 9 с противовесом 10 вверх нагруженный участок гибкого звена 8 уменьшается от максимальной, полной длины замкнутого гибкого звена 8, после перехода каретки 9 через крайнее нижнее положение, до минимальной длины при подходе каретки 9 к крайнему нижнему положению после хода вниз, следующем за ходом вверх каретки 9 с противовесом 10. Ненагруженный участок гибкого звена 8 расслаблен. Во время нахождения каретки 9 с противовесом 10 на прямолинейном участке хода вниз происходит ослабление большего участка гибкого звена 8. Натяжение в этом участке будет более эффективным, чем в остальных положениях каретки 9 с противовесом 10, так как на верхний шкив 7 действует разная нагрузка при ходе вверх и ходе вниз противовеса 10, отличающаяся величиной силы, действующей от веса противовеса 10, т.е. при ходе вниз на узел верхнего шкива 7 нагрузка от веса противовеса 10 не действует. Для примера, на приводе скважинного штангового насоса ПЦ 60-3-0,5/2,5 производства Бугульминского механического завода при ходе вверх противовеса привода нагрузка на натяжной механизм будет порядка 76500 H, а при ходе вниз - 3950 Н. Натяжной механизм работает именно в этом участке хода вниз противовеса 10. При срабатывании в других положениях противовеса 10 потребовалось бы существенно большее усилие на толкателе 21 натяжного механизма, что привело бы к чрезмерному натяжению гибкого звена 8 на прямолинейном участке хода вниз противовеса 10. Гибкое звено 8 (фиг. 2) авторы считают оптимально натянутым при его расположении на шкивах 6 и 7 без провисания, т.е. усилие натяжения гибкого звена 8 выбирается превышающим суммарный вес подвижного корпуса 18 с осью 19 и звездочкой 7 и расслабленной части гибкого звена 8 на величину усилия, достаточного для исключения провисания гибкого звена 8, определяемую опытным путем. Датчик нагрузки 31 (фиг. 3) перед пуском в работу привода настраивается на выбранное усилие натяжения. Натяжной механизм сработает при снижении фактической нагрузки, зафиксированной датчиком нагрузки 31, ниже выбранной величины усилия: по команде блока управления автоматически включается электропривод 30, который, вращая винт 29 винтовой пары 28, разводит противоположные углы 26 и 27, соединенные шарнирами 25 в виде ромба, и тем самым поднимает основание 24 домкрата 22 и жестко связанный с ним подвижный корпус 18 натяжного механизма, что приводит к натяжению гибкого звена 8 до выбранной величины усилия, после чего электропривод 30 по команде блока управления отключается до следующего снижения.The principle of operation of the tensioning mechanism is as follows. When the carriage 9 (Fig. 2) passes through the lowest position, the entire
При использовании в качестве датчика нагрузки 31 двух датчиков усилия натяжения (не показаны), установленных на разных ветвях гибкого звена 8, блок управления при расхождении показаний датчиков подает команду на включение электропривода 30, который выравнивает усилия, после чего по команде с блока управления отключается до следующей команды на включение.When two tension sensors (not shown) installed on different branches of the
Исходя из изложенного, крутящий момент, создаваемый механизмом вращения 29 (фиг. 3) на винте 28, рассчитывается таким, чтобы усилие на толкателе 21 было не меньше усилия для поднятия суммарного веса подвижного корпуса 18 с осью 19 и звездочкой 7 и расслабленной части гибкого звена 8, а также для преодоления потерь на трение в узлах натяжного механизма и в салазках 20. Для приведенного выше в качестве примера привода ПЦ 60-3-0,5/2,5 суммарный вес составляет порядка 3950 H без учета потерь в натяжном механизме. При использовании ромбовидного домкрата в наиболее выгодном диапазоне его работы, при котором усилие на винте 29 меньше поднимаемого веса и обеспечивается необходимый ход натяжения, получаем необходимый максимальный крутящий момент порядка 7 Н⋅м.Based on the foregoing, the torque created by the rotation mechanism 29 (Fig. 3) on the
Ход подвижного корпуса 18 (ход натяжения) ограничен и выбирается исходя из необходимого и достаточного диапазона регулирования натяжения гибкого звена 8 (фиг. 2), определяемого на основании условий и опыта эксплуатации примененного в приводе гибкого звена 8. Предлагаемый натяжной механизм позволяет настроить ход подвижного корпуса 18 на весь срок службы гибкого звена 8. Например, в случае применения в качестве гибкого звена 8 цепи предел удлинения соответственно и срок службы цепи равен двум шагам, т.е. для приведенного в качестве примера привода ПЦ 60-3-0,5/2,5 с цепью 2ПР-50,8-453,6 предел удлинения соответствует значению 101,6 мм, после исчерпания которого необходимо произвести ремонт или замену цепи. Такому удлинению цепи соответствует ход подвижного корпуса 18 (фиг. 3) вдоль оси 14 (фиг. 1) преобразующего механизма 50,8 мм при длине хода привода 3 м и делительном диаметре звездочек 6 и 7 (фиг. 2), равном 244,33 мм.The stroke of the movable housing 18 (the tension stroke) is limited and is selected on the basis of the necessary and sufficient range of tension control of the flexible link 8 (Fig. 2), determined on the basis of the operating conditions and operating experience of the
Электропривод 30 в основном будет работать в кратковременном режиме: кратковременный пуск и относительно длительная остановка, при котором будет использоваться качество электродвигателей в виде кратного превышения пускового момента над номинальным, обычно примерно в 2 раза. В номинальном режиме электропривод 30 будет работать только при предварительном натяжении гибкого звена 8 и снятии натяжения натяжного механизма для снятия гибкого звена 8. Мощность электропривода 30 подбирается для номинального режима. Для рассматриваемого случая с приводом ПЦ 60-3-0,5/2,5 в натяжном механизме достаточно использовать электропривод 30 с номинальной частотой вращения электродвигателя 750 мин-1 и мощностью 1,5 кВт, а при использовании в качестве электропривода 30 электродвигателя с номинальной частотой вращения электродвигателя 1500 мин-1 с планетарной передачей с передаточным отношением, например, 8 мощность электродвигателя будет 0,5 кВт. Использование электродвигателя малой мощности и его работа в кратковременном режиме незначительно увеличивает общее потребление приводом электроэнергии. Для сравнения в приведенном примере в качестве основного двигателя 4 (фиг. 1) используется электродвигатель мощностью 5,5 кВт.The
Салазки 20 (фиг. 1) позволяют корпусу 18 (фиг. 3) натяжного механизма перемещаться только вдоль оси 14 (фиг. 1) преобразующего механизма.The slide 20 (Fig. 1) allows the housing 18 (Fig. 3) of the tensioning mechanism to move only along the axis 14 (Fig. 1) of the conversion mechanism.
После исчерпания хода подвижного корпуса 18 (фиг. 3) происходит остановка привода с выдачей соответствующей информации блоком управления (не показан) о необходимости замены гибкого звена 8, что позволит исключить поломку привода, которая может возникнуть при обрыве гибкого звена 8.After the running of the
Предложенное техническое решение позволяет автоматически, без участия обслуживающего персонала и остановки привода, поддерживать непрерывное гибкое звено 8 преобразующего механизма привода в оптимальном состоянии - без провисания и перетяжки, поэтому сократятся трудоемкость и затраты на обслуживание привода.The proposed technical solution allows you, automatically, without the participation of maintenance personnel and stopping the drive, to maintain a continuous
Если гибкое звено 8 растянуто (в приводе без натяжного механизма), то в момент перехода каретки 9 через крайнее нижнее положение (ведущий шкив 6 вращается с постоянной скоростью) происходит натяжение расслабленного ненагруженного участка замкнутого гибкого звена 8 за счет вращения ведомого шкива 7 с осью 19 в корпусе 18, сопровождаемое замедлением каретки 9, двигающейся по инерции, и последующим ударом, приводящим к дополнительным ударным нагрузкам в работе привода и установки скважинного штангового насоса в целом, в разы превосходящим расчетные динамические нагрузки. Величина удара зависит от провиса гибкого звена 8 - чем больше провис, тем сильнее удар. Автоматическое поддержание постоянного натяжения гибкого звена 8 в предлагаемой конструкции позволит избежать лишних нагрузок, что увеличит срок службы гибкого звена 8 и привода в целом, а также уменьшит ударные нагрузки на скважинное оборудование установки скважинного штангового насоса.If the
При расположении блока управления в виде отдельного узла на диспетчерском пункте (не показан) или в станции управления (не показан) приводом по показаниям датчика нагрузки 31 можно дополнительно получать данные об изменениях нагрузки в течение времени и цикла хода противовеса 10, изменять величину усилия натяжения гибкого звена 8, динамику износа и необходимость замены гибкого звена 8 и другие параметры, позволяющие в реальном времени контролировать работу основного элемента привода - преобразующего механизма - и спрогнозировать сроки проведения технического обслуживания привода, что приведет к существенной экономии на обслуживании приводов по сравнению с обслуживанием через фиксированные промежутки календарного времени.When the control unit is located as a separate unit at the control room (not shown) or in the control station (not shown) by the drive according to the
Для снятия гибкого звена 8 со шкивов 6 и 7, например, с целью его замены или для замены шкивов 6 и/или 7, или для других целей, необходимо переключить натяжной механизм через блок управления электрический привод 30 на обратное вращение, при этом подвижная часть толкателя 21, соответственно и подвижный корпус 18 привода с осью 19 и шкивом 7, опустятся вниз, ослабив гибкое звено 8. При достижении положения шкива 7, при котором можно снять гибкое звено 8 со шкива 7, электропривод 8 вручную отключается.To remove the
Использование ромбовидного винтового домкрата 22 позволяет уменьшить диаметр винта 29 винтовой пары 28, определяемый из условия устойчивости от действия на основание 24 суммарного веса подвижного корпуса 18 с осью 19 и звездочкой 7, гибкого звена 8 и противовеса 10, что позволяет уменьшить момент страгивания по сравнению с прототипом, а в совокупности с применением электропривода 30 с кратным превышением пускового момента над номинальным исключает влияние момента страгивания на работоспособность натяжного механизма.Using a diamond-shaped
Предлагаемое устройство аналогично работает при расположении натяжного механизма под верхним (ведомым) шкивом 7 (фиг. 2). Разница при таком расположении в том, что основание 23 (фиг. 4) домкрата 22 будет располагаться внизу, а основание 24 - наверху, и противоположные углы 26 и 27 натяжного механизма для натяжения гибкого звена 8 (фиг. 2) будут не расходиться, а сближаться.The proposed device similarly works when the tension mechanism is located under the upper (driven) pulley 7 (Fig. 2). The difference in this arrangement is that the base 23 (Fig. 4) of the
Благодаря использованию предлагаемого устройства автоматически поддерживается постоянное натяжение гибкого звена преобразующего механизма с дистанционным диагностированием его работы, а также исключается влияние момента страгивания на работоспособность натяжного механизма.Thanks to the use of the proposed device, the constant tension of the flexible link of the transforming mechanism with remote diagnosis of its operation is automatically maintained, and the influence of the breakaway moment on the operability of the tension mechanism is eliminated.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016106807A RU2611126C1 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Drive of oil well pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016106807A RU2611126C1 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Drive of oil well pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611126C1 true RU2611126C1 (en) | 2017-02-21 |
Family
ID=58458898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016106807A RU2611126C1 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Drive of oil well pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611126C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106930731A (en) * | 2017-03-27 | 2017-07-07 | 廖大林 | Digital intelligent belt oil pumping machine |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2602595A1 (en) * | 1975-01-23 | 1976-07-29 | Realisations Ind De L Atlantiq | DRIVE FOR DRILLING PUMPS |
| US4916959A (en) * | 1988-02-22 | 1990-04-17 | Gordon R. Lively | Long stroke well pumping unit with carriage |
| RU2200876C1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им.В.Д.Шашина | Oil-well sucker-rod pump drive (versions) |
| RU2522729C1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Borehole rod pump drive |
| RU2547674C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Oil well pump drive |
-
2016
- 2016-02-25 RU RU2016106807A patent/RU2611126C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2602595A1 (en) * | 1975-01-23 | 1976-07-29 | Realisations Ind De L Atlantiq | DRIVE FOR DRILLING PUMPS |
| US4916959A (en) * | 1988-02-22 | 1990-04-17 | Gordon R. Lively | Long stroke well pumping unit with carriage |
| RU2200876C1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им.В.Д.Шашина | Oil-well sucker-rod pump drive (versions) |
| RU2522729C1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Borehole rod pump drive |
| RU2547674C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Oil well pump drive |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106930731A (en) * | 2017-03-27 | 2017-07-07 | 廖大林 | Digital intelligent belt oil pumping machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2522729C1 (en) | Borehole rod pump drive | |
| US7530799B2 (en) | Long-stroke deep-well pumping unit | |
| US10260497B2 (en) | Power unit of hydraulic pumping unit and corresponding hydraulic pumping unit | |
| US8944157B2 (en) | Hydro pneumatic lifting system and method | |
| US10408200B2 (en) | Flexible beam vertical pumping unit | |
| CN101538998A (en) | Improved automatic control hydraulic transmission oil pumping machine | |
| CN2876326Y (en) | Winding drum type intelligent oil pumping machine | |
| RU2611126C1 (en) | Drive of oil well pump | |
| CA2770416A1 (en) | Reciprocating pump drive apparatus for operating a downhole pump via a rod string | |
| CN101187304B (en) | High reliability double well pumping machine | |
| CN101067367A (en) | Thickened oil deep well intelligent pumping unit | |
| RU2547674C1 (en) | Oil well pump drive | |
| CN203239662U (en) | Power unit of hydraulic pumping unit and corresponding hydraulic pumping unit | |
| CN103818729B (en) | A kind of setting machine lowering or hoisting gear | |
| RU168390U1 (en) | Linear rack drive sucker rod pump for oil production | |
| RU2320894C1 (en) | Deep-well sucker-rod drive | |
| US2555574A (en) | Pump actuating equipment | |
| RU67657U1 (en) | DRIVE OF A CHAIN Borehole Rod Pump PTS 80-6-1 / 4 BMZ | |
| RU2715120C1 (en) | Downhole sucker-rod pumping unit | |
| RU2578011C1 (en) | Well bottom-hole pump drive | |
| RU2581256C2 (en) | Long-stroke machine - rocking | |
| CN107435529B (en) | Double-stroke hydraulic pumping unit adopting reversible variable pump | |
| RU2570541C1 (en) | Well bottom-hole pump drive | |
| RU2727833C1 (en) | Downhole sucker-rod pumping unit | |
| RU2560113C1 (en) | Oil well pump drive |