RU2688598C1

RU2688598C1 - Pumping unit

Info

Publication number: RU2688598C1
Application number: RU2018127906A
Authority: RU
Inventors: Камил Рахматуллович Уразаков; Денис Вячеславович Журавлев; Павел Михайлович Тугунов; Вероника Александровна Молчанова
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2019-05-21

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to the field of the oil and gas production industry and is intended for oil well pump drive. Pumping unit comprises a base, a support post, a rocker with a head pivotally attached to it, connected to a bearing, an electric motor. Additional balancing system has a support made in the form of a pipe installed on an independent foundation. Inside the pipe there is a load suspended and moved, connected with the polished rod by a flexible rod, which is thrown over the roller unit, in the lower part of the side surface of the pipe at the level of the load there is a hatch and a unloading device. Load is suspended on a polished rod connected to the polished rod of the pumping unit by a flexible rope, which is thrown over the roller unit. Inside the pipe of the balancing system the gland seal is installed, which isolates the cargo from ingress of sediments and centering the polished stock of the load. Perforated holes for removal of sediments are made above the stuffing box seal.EFFECT: simplified design by improving the system for removing sediments, falling inside additional support balancing system, simplified installation.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для привода скважинных штанговых насосов.The invention relates to the field of oil and gas industry and is intended to drive downhole sucker rod pumps.

Известен также станок-качалка, содержащий основание, опорную стойку, на которой расположен балансир с головкой, связанный с подшипником, установленным на опорной стойке, электродвигатель, противовесы, дополнительную уравновешивающую систему, выполненную в виде груза, размещенного внутри трубы, установленной на самостоятельном фундаменте, в боковой поверхности трубы предусмотрен люк и разгрузочное устройство, причем груз соединен с полированным штоком гибкой тягой, через роликовый блок (патент RU №2317444, F04B 47/02, 20.02.2008).Also known pumping unit, containing the base, the support stand, on which is placed the balancer with the head associated with the bearing mounted on the support stand, electric motor, counterweights, additional balancing system, made in the form of cargo placed inside the pipe, installed on an independent foundation, a hatch and an unloading device are provided in the side surface of the pipe, and the load is connected to a polished rod with a flexible rod, through a roller block (RU patent No. 2317444, F04B 47/02, 20.02.2008).

Недостатком является невозможность утилизации попадающих во внутрь трубы дополнительной уравновешивающей системы природных осадков. Скапливание осадков в нижней части трубы приводит к образованию ледовых сталагмитов, ограничивающих движения дополнительного уравновешивающего груза вниз, тем самым ослаблению гибкой тяги и ее скатыванию с роликового блока и обрыва, вызывающему отказ станка-качалки в целом. Также недостатком является отсутствие люка и отсутствие стационарной системы разгрузки, что вызывает осложнения при монтаже-демонтаже противовеса.The disadvantage is the impossibility of utilization of natural sediments that fall into the pipe of an additional balancing system. The accumulation of sediments in the lower part of the pipe leads to the formation of ice stalagmites, limiting the movement of additional balancing weight down, thereby weakening the flexible thrust and rolling it off the roller block and the breakage, causing a failure of the pumping unit as a whole. Also a disadvantage is the lack of a hatch and the absence of a stationary unloading system, which causes complications during installation and disassembly of the counterweight.

Известен станок-качалка, содержащий основание, опорную стойку, на которой расположен балансир с шарнирно прикрепленной к нему головкой, связанный с установленным на опорной стойке подшипником, электродвигатель, дополнительную уравновешивающую систему, имеющую опору, выполненную в виде трубы, установленной на самостоятельном фундаменте, внутри которой подвешен и перемещается груз, соединенный с полированным штоком гибкой тягой, перекинутой через роликовый блок, в нижней части боковой поверхности трубы на уровне груза выполнен люк и разгрузочное устройство, в нижней трети длины уравновешивающей системы, расположенной ниже поверхности земли, выполнены радиальные отверстия, сообщающие полость полого фундамента с породой земли, а верхняя треть этого же полого фундамента оборудована клапанным механизмом, установленным на пакере, причем приемная часть клапана гидравлическим каналом соединена с верхней частью того же полого фундамента, а выкидной клапан гидравлически связан с перфорационными отверстиями, в нижней части уравновешивающей системы установлен короб с вмонтированным в него разгрузочным устройством, представляющим собой задвижку, в коробе выполнен люк, размеры которого превышают размеры груза (патент RU №2656079, F04B 47/02, 30.05.2018).A rocking machine is known, comprising a base, a support stand on which a balancer with a head hingedly attached to it is located, connected with a bearing mounted on the support stand, an electric motor, an additional balancing system having a support made in the form of a pipe mounted on an independent foundation inside which hangs and moves the load connected to the polished rod with a flexible rod thrown over the roller block, in the lower part of the side surface of the pipe at the level of the load a hatch is made and the load device, in the lower third of the length of the balancing system located below the earth's surface, has radial holes connecting the hollow basement with the rock of the earth, and the upper third of the same hollow basement is equipped with a valve mechanism mounted on the packer, and the receiving part of the valve is connected to the hydraulic channel the upper part of the same hollow basement, and the discharge valve is hydraulically connected to the perforations, a duct with a hanger is installed in the lower part of the balance system Rowan discharging device therein, which is a valve in the hatch box formed whose dimensions exceed the dimensions of the load (patent RU №2656079, F04B 47/02, 30.05.2018).

Недостатком является попадание природных осадков в трубу уравновешивающей системы, отсутствие изоляции груза от попадания осадков. Также недостатком является сложность монтажа-демонтажа уравновешивающей системы.The disadvantage is the ingress of natural precipitation into the pipe of the balancing system, the lack of insulation of the cargo from precipitation. Also a disadvantage is the complexity of installation and dismantling of the balancing system.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции путем совершенствования системы отведения осадков, попадающих во внутрь опоры дополнительной уравновешивающей системы, и создание механизма, упрощающего монтажные работы.The task of the invention is to simplify the design by improving the system for the discharge of sediments that fall inside the support additional balancing system, and the creation of a mechanism that simplifies installation work.

Поставленная задача достигается тем, что в станке-качалке, содержащем основание, опорную стойку, на которой расположен балансир с шарнирно прикрепленной к нему головкой, связанный с установленным на опорной стойке подшипником, электродвигатель, дополнительную уравновешивающую систему, имеющую опору, выполненную в виде трубы, установленной на самостоятельном фундаменте, внутри которой подвешен и перемещается груз, соединенный с полированным штоком гибкой тягой, перекинутой через роликовый блок, в нижней части боковой поверхности трубы на уровне груза выполнен люк и разгрузочное устройство, согласно предлагаемому техническому решению груз подвешен на внутритрубном штоке, связанным с упомянутым полированным штоком станка-качалки гибким канатом, перекинутым через роликовый блок, внутри трубы уравновешивающей системы установлен сальниковый уплотнитель, изолирующий груз от попадания осадков и центрирующий полированный шток груза. Выше сальникового уплотнителя выполнены перфорированные отверстия для отвода осадков.This task is achieved by the fact that in the pumping unit, containing the base, the support stand, on which is placed a balancer with a head pivotally attached to it, connected with a bearing mounted on the support stand, an electric motor, an additional balancing system, having a support made in the form of a pipe, installed on an independent foundation, within which a load is connected and suspended, connected to a polished rod with a flexible rod thrown over a roller block in the lower part of the side surface of the pipe at the level of the cargo, a hatch and an unloading device are made; according to the proposed technical solution, the cargo is suspended on an in-tube rod connected to the said polished rod of the pumping unit with a flexible rope thrown over the roller block; polished stock cargo. Perforated holes for removal of sediments are made above the omental seal.

Кроме того, кронштейн роликового блока установлен в трубе уравновешивающей системы на подшипниках для облегчения разворота при проведении монтажных работ, а от самопроизвольного проворота кронштейн роликового блока в трубе уравновешивающей системы защищает запорное устройство кронштейна роликового блока, представляющее из себя подпружиненную задвижку с клиновидной головкой, фиксирующую кронштейн роликового блока внутри трубы уравновешивающей системы в горизонтальной плоскости, что препятствует провороту, фиксируя кронштейн, запорное устройство управляется через стальной трос и имеет ограничитель хода.In addition, the roller block bracket is installed in the balancing system pipe on bearings to facilitate reversal during installation work, and the roller block bracket, which is a spring-loaded valve with a wedge-shaped head, securing the bracket prevents the spontaneous rotation of the roller block bracket from spontaneous turning. roller block inside the pipe of the balancing system in the horizontal plane, which prevents rotation, fixing the bracket, zap molar device is controlled through the steel cable and has a travel stop.

Устройство станка-качалки поясняется чертежами, где показаны: на фиг. 1 - общий вид станка-качалки, на фиг. 2 - станок-качалка вид слева, на фиг. 3 - запорное устройство кронштейна роликового блока.The device of the pumping unit is illustrated by the drawings, where it is shown: in FIG. 1 is a general view of a pumping unit; FIG. 2 - the rocking machine on the left, in FIG. 3 - locking device bracket roller unit.

Станок-качалка (фиг. 1, 2) включает установленную на основании 1 опорную стойку 2, на которой расположен балансир 3 с шарнирно закрепленной к нему головкой 4, связанный с установленным на опорной стойке 2 подшипником 5, а также кривошипный вал 6, на котором расположены кривошипы 7, связанные с шатунами 8 и образующие кривошипно-шатунный механизм, взаимодействующий с балансиром 3. Кривошипно-шатунный механизм приводится в движение электродвигателем 9. На кривошипах 7 кривошипно-шатунного механизма установлены уравновешивающие элементы - противовесы 10. Дополнительная уравновешивающая система имеет опору 11, выполненную в виде трубы, установленной на самостоятельном фундаменте, внутри которой подвешен и перемещается груз 12, в боковой поверхности трубы предусмотрены: на уровне груза люк 13, находящийся в коробе 14. К коробу монтировано разгрузочное устройство 15 для регулировки массы груза и монтажа-демонтажа груза 12. Причем опора 11 дополнительной уравновешивающей системы расположена в одной плоскости с полированным штоком 16, перпендикулярной оси станка-качалки на расстоянии, допустимом требованиями правил техники безопасности. В верхнюю часть опоры 11 вдет и закреплен на ней с помощью шарнира кронштейн 17 роликового блока 18, состоящего из трех роликов, расположенных относительно друг друга под углом 90 градусов. Через роликовый блок 18 посредством гибкой тяги 19 присоединен груз 12 дополнительной уравновешивающей системы с концом полированного штока 16 через траверсу 20. Груз 12 также соединен с гибкой тягой 19 через внутритрубный полированный шток 21 с сальниковым уплотнителем 22, установленным в опоре 11 уравновешивающей системы. Кронштейн 17 установлен в опоре 11 уравновешивающей системы на подшипниках 23 и фиксируется в плоскости вращения запорным устройством кронштейна роликового блока 24, отпираемым тросом 25 с ручкой 26.The rocking machine (Figs. 1, 2) includes a support stand 2 mounted on the base, on which a balance bar 3 with a head 4 hinged to it is located, connected with a bearing 5 mounted on a support stand 2, and a crank shaft 6 on which cranks 7 are located, connected with connecting rods 8 and forming a crank-connecting rod mechanism interacting with balance bar 3. Crank-connecting rod mechanism is driven by an electric motor 9. On cranks 7 of a crank-connecting rod mechanism, counterbalancing elements are installed sy 10. The additional balancing system has a support 11, made in the form of a pipe, installed on an independent foundation, inside which the load 12 is suspended and moves, in the side surface of the pipe are provided: at the load level, the hatch 13, located in the box 14. A discharge device is mounted to the box 15 for adjusting the mass of the load and mounting and dismounting the load 12. Moreover, the support 11 of the additional balancing system is located in the same plane with the polished rod 16, which is perpendicular to the axis of the pumping unit at a distance, th the requirements of safety rules. In the upper part of the support 11, the bracket 17 of the roller block 18, consisting of three rollers located relative to each other at an angle of 90 degrees, is fastened to and fixed to it by means of a hinge. Through the roller unit 18, a load 12 of an additional balancing system is connected to the end of the polished rod 16 through the yoke 20 by means of a flexible rod 19. The load 12 is also connected to the flexible rod 19 through the polished pipe rod 21 with a stuffing box seal 22 installed in the balance system support 11. The bracket 17 is installed in the support 11 of the balancing system on the bearings 23 and is fixed in the plane of rotation by the locking device of the bracket of the roller unit 24, unlocked by the cable 25 with the handle 26.

Запорное устройство кронштейна роликового блока (фиг. 3) устанавливается на корпусе уравновешивающего устройства и фиксирует кронштейн 17. Устройство включает в себя корпус 27 и установленные в нем запор 28 с клиновидной головкой, пружину 29 и опору 30. На запоре 28 имеются ограничители хода 31, перемещающиеся в пазах корпуса 27. На корпусе 27, на опорах 32 смонтирован роликовый блок 33, через который перекинут стальной трос 25, соединенный с запором 28.The locking device of the bracket of the roller block (Fig. 3) is mounted on the housing of the balancing device and fixes the bracket 17. The device includes a housing 27 and a lock 28 with a wedge-shaped head installed therein, a spring 29 and a support 30. The lock 28 has travel stops 31, moving in the slots of the housing 27. On the housing 27, on the supports 32, a roller block 33 is mounted, through which a steel cable 25 is connected, connected with a lock 28.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Работа скважинного насоса обеспечивается возвратно-поступательным движением головки 4 балансира 3, связанного с колонной штанг (не показана), совершающего возвратно-поступательное движение вследствие работы электродвигателя 9, кривошипного вала 6, кривошипов 7 и шатунов 8. Уравновешивание станка-качалки достигается путем применения противовесов 10 и груза 12, создающего вертикально направленную вверх силу, приложенную через полированный шток 21, соединенный с полированным штоком 16 через гибкую тягу 19, к колонне штанг.The work of the downhole pump is provided by the reciprocating movement of the head 4 of the balancer 3 associated with the column rods (not shown), reciprocating due to the operation of the electric motor 9, crank shaft 6, cranks 7 and connecting rods 8. Balancing the pumping unit is achieved by applying counterweights 10 and load 12, creating a vertically directed upward force applied through the polished rod 21 connected to the polished rod 16 through a flexible rod 19 to the rod string.

При попадании осадков в опору 11 дополнительной уравновешивающей системы, сальниковый уплотнитель 22 препятствует их дальнейшему продвижению к грузу 12, что обеспечивает изоляцию внутренней части опоры 11. Отвод осадков производится через перфорированные отверстия в опоре 11 выше сальникового уплотнителя 22.When precipitation enters the support 11 of an additional balancing system, the packing 22 prevents their further advancement to the load 12, which provides insulation of the inner part of the support 11. The precipitation is removed through the perforated holes in the support 11 above the packing seal 22.

Для осуществления спускоподъемных операций используется разгрузочное устройство 15 и запорное устройство кронштейна роликового блока 24. При ходе вверх груз 12 опускается на разгрузочное устройство 15, разгружая тем самым полированный шток 16. Отсоединяют гибкую тягу от кронштейна 17. Далее идет разворот кронштейна 17 с роликовым блоком 18 с предварительным снятием его с запора. Оттягивание ручки 26 вниз приводит к выходу запора 28 из паза кронштейна 17 через стальной трос 25, перекинутый через роликовый блок 33. Ход запора 28 ограничен ограничителями хода 31, передвигающимися в пазах корпуса 27. Возврат запора осуществляется при помощи пружины 29, установленной на опорах 30.To carry out lifting operations, the unloading device 15 and the locking device of the bracket of the roller unit 24 are used. When running up, the load 12 is lowered onto the unloading device 15, thereby unloading the polished rod 16. Disconnect the flexible rod from the bracket 17. Next comes the reversal of the bracket 17 with the roller block 18 with a preliminary removal of his constipation. Pulling down the handle 26 leads to the release of the bolt 28 from the groove of the bracket 17 through a steel cable 25 thrown over the roller block 33. The stroke of the bolt 28 is limited by the stroke stops 31 moving in the slots of the housing 27. The lock is returned by means of the spring 29 mounted on the supports 30 .

Использование данного изобретения позволяет производить отвод скопившихся осадков из корпуса уравновешивающей системы, избегая их попадания на груз, тем самым не нарушая изоляции внутренней части опоры, избегая образования ледовых сталагмитов и обледенения опоры вследствие конденсата, что приводит к повышению эффективности и надежности эксплуатации скважинной установки за счет снижения риска обрыва каната и, как следствие, выхода из строя скважинной установки, также данное устройство облегчает разворот роликового блока, при этом препятствуя самопроизвольному провороту кронштейна роликового блока в трубе уравновешивающей системы.The use of this invention allows the removal of accumulated sediment from the body of the balancing system, avoiding their contact with the cargo, thereby not breaking the insulation of the inner part of the support, avoiding the formation of ice stalagmites and icing of the support due to condensate, which leads to an increase in the efficiency and reliability of the well installation due reduce the risk of rope breakage and, as a result, downhole installation failure, this device also makes it easy to turn the roller block, while pyatstvuya spontaneous crank arm roller block in a pipe balance system.

Claims

1. A rocking machine containing a base, a support stand on which a balancer with a head hingedly attached to it is located, connected with a bearing mounted on the support stand, an electric motor, an additional balancing system having a support made in the form of a pipe mounted on an independent foundation, inside of which the load is connected and moved, connected to a polished rod with a flexible rod thrown over the roller block, a hatch is made in the lower part of the side surface of the pipe at the level of the load and the discharge A device, characterized in that the load is suspended on an in-line rod connected to said polished rod of a pumping machine by a flexible rope thrown over a roller block, a stuffing box is installed inside the balancing system pipe, insulating the load from precipitation and centering the in-line stock of the load, and above omental seal made of perforated holes for removal of precipitation.

2. The rocking machine according to Claim. 1, characterized in that the tube of the balancing system is fitted with a roller block bracket on bearings, which has a roller block bracket locking device, which is a spring-loaded gate valve with a wedge-shaped head, fixing the roller block bracket inside the pipe of the balancing system in the horizontal plane, the locking device is controlled through a steel cable and has a travel stop.