SU1106922A1 - Привод скважинного штангового насоса - Google Patents

Abstract

1. ПРИВОД СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА, содержащий размещенные на стойке редуктор с кривощипами на ведомом валу и направл ющие щкивы с перкинутыми через них гибкими звень ми, один конец каждого из которых св зан с подвеской колонны штанг, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и КПД, каждый кривошип снабжен по меньшей мере одним свободно вращающимс  относительно своей оси нат жным шкивом, охваченным гибким звеном с V-образным расположением его ветви. 2.Привод цо п. 1, отличающийс  тем, что кривошип снабжен установленным на нем брусом, на котором расположен нат жной шкив. 3.Привод по п. 1, отличающийс  тем, что брус жестко св зан с кривошипом. 4.Привод по п. I, отличающийс  тем, что брус установлен на кривошипе с возi можностью поворота. (Л о О5 со ND to

Description

Изобретение касаетс  техники добычи нефти, в частности нривода скважинных штанговых насосов, и может быть использовано нреимущественно в нефт ной промышленности .

Известен привод скважинного штангового насоса, преобразующий механизм которого состоит из реверсивного барабана с прикрепленными к нему и намотанными в противоположные стороны двум  гибкими звень ми , к одному из которых подвешена колонна штанг, св занна  с плунжером, а к другомупротивовесы , причем реверсирование барабана осуществлено как с помощью специальных автоматических реверсирующих устройств , так и посредством реверсировани  самого двигател  1.

Недостатком известного привода скважинного штангового насоса  вл етс  низка  надежность, обусловленна  малыми сроками службы гибких звеньев (канатов) и сложностью конструкции реверсирующих устройств .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  привод скважинного щтангового насоса, содержащий размешенные на стойке редуктор с кривошипами на ведомом валу и направл ющие шкивы с перекинутыми через них гибкими звень ми, один конец каждого из которых св зан с подвеской колонны штанг 2.

Однако ввиду значительного отклонени  закона изменени  крут щего момента на кривошипах, создаваемого нагрузкой в точке подвеса штанг, от простого синусоидального закона крут щий момент на валу кривошипов после его уравновешивани , воспринимаемый редуктором и двигателем, имеет большие колебани , пиковые значени  которого значительно превышают среднее, а сдвиг эпюры скорости подвески штанг, будучи направленным в сторону нижнего ее положени , ухудшает кинематические показатели привода. Это в свою очередь приводит к нерациональной загрузке привода, сжимающей его производительность и КПД и уменьшаюшей глубину откачки жидкости, а также преп тствует увеличению длины хода.

Цель изобретени  - повышение производительности и КПД привода путем повышени  его уравновешенности и улучшени  кинематических показателей.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в приводе скважинного штангового насоса, содержащем размешенные на стойке редуктор с кривошипами на ведомом валу и направл ющие шкивы с перекинутыми через них гибкими звень ми, один конец каждого из которых св зан с подвеской колонны штанг, каждый кривошип снабжен по меньшей мере одним свободно вращающимс  относительно своей оси нат жным щкивом, охваченным гибким звеном с V-образным расположением его ветви.

Причем, кривошип снабжен установленным на нем брусом, на котором размещены нат жные шкивы.

При этом брус либо жестко св зан с кривошипом, либо установлен на кривошипе, с возможностью поворота.

На фиг. 1 схематично представлен привод скважинного штангового насоса с передним расположением приводных гибких звеньев, общий вид; на фиг. 2 - то же, с верхним

расположением гибких звеньев.

Привод скважинного щтангового насоса содержит размещенные на стойке 1 редуктор 2 с L-образными кривошипами 3 на ведомом валу (не обозначен) и направл ющие

5 шкивы 4 с перекинутыми через них гибкими звень ми 5, один конец каждого из которых св зан с подвеской 6 колонны штанг. Каждый из L-образных кривошипов 3 снабжен по меньшей мере одним свободно вращающимс  вокруг своей оси нат жным шкивом 7,

0 охваченным гибким звеном 5 с V-образным расположением его ветви 8, конец которой неподвижно прикреплен к нижней части стойки 1. Кривошип 3 снабжен установленным на нем брусом 9, на котором располо5 жен нат жной шкив 7. Брус 9 служит дл  изменени  расположени  нат жных шкивов 7 относительно друг друга .и центра вращени  кривошипа 3. Брус 9 либо жестко св зан с кривошипом 3, либо установлен на кривошипе посредством пальца 10 с воз0 можностью поворота.

Дл  уменьшени  нагрузки на приводные гибкие звень  5 и оси нат жных шкивов 7 привод дополнительно снабжен противовесом 11, подвешенным на канате 12, второй конец которого перекинутый через дополнительный шкив (не обозначен) и св зан с подвеской 6 колонны штанг.

Вариант конструкции привода скважинного штангового насоса с верхним расположением приводных гибких звеньев 5 (фиг. 2)

0 имеет одноплечий кривошип 3 и дополнительную стойку 13, на которой размешены шкивы 14. Подвеска 6 колонны штанг в этом случае может быть расположена и между направл юшими шкивами 4 и 14, а шкивы 4 при этом могут быть объединены в один,

5 что имеет значение при стесненных услови х на устье.

Привод по этому варианту может иметь и иную оснастку приводным гибким звеном 5, которое, например, после направл юшего шкива огибает нат жные шкивы 7 и своим концом закрепл етс  на выступе 13 стойки 1, тогда необходимость в шкивах 14 отпадает.

Привод скважинного щтангового насоса работает следующим образом. Кривошип 3 приводимый в действие через трансмиссию от двигател  (не обозначены), враща сь с посто нной скоростью, своими нат жными шкивами 7 нат гивает охватывающую их V-образную ветвь 8 гибкого звена 5. Так как один конец этой ветви неподвижно закреплен относительно стойки 1 то другой, перекинутый через направл ющий шкив 4, совершает возвратно-поступательное движение с циклом, равным полному обороту кривошипа 3, привод  в действие св занную с ним посредством подвески 6 колонну штанг с плунжером насоса (не показаны). При жестком закреплении бруса 9 на кривошипе 3 нат жные шкивы 7 вступают в контакт с Охватывающей их ветвью гибкого звена 5 поочередно с некоторым совмещением времени, накладыва  на основное движение дополнительное движение с двойной частотой, величина и сдвиг фаз которого относительно основного регулируетс  изменением угла наклона бруса 9 к кривошипу 3 и рассто нием друг от друга нат жных шкивов 7. При свободном вращении бруса 9 на пальце 10 кривошипа 3 оба нат жные шкива 7 посто нно наход тс  в контакте с охватывающей их ветвью 8 гибкого звена 5. Использование изобретени  позвол ет за счет изменени  за цикл угла V-образно расположенной, разграниченной нат жными шкивами 7 ветви 8 гибкого звена 5 от максимального его значени  (при нахождении подвески штанг в нижней части своего хода) до минимального (при нахождении этой подвески в верхней части своего хода) приводит к значительному уменьшению отклонени  момента на кривощипах за цикл, создаваемого нагрузкой в точке подвеса штанг, от простого синусоидального закона, в результате чего момент на валу кривошипов, воспринимаемый редуктором и через трансмиссию двигателем, после уравновешивани  получаетс  более ровным с меньшим отклонением пиковых значений от номинального, и к смещению эпюры скорости подвески штанг в сторону верхнего ее положени , что улучщает и кинематические показатели привода. Кроме того, при неподвижном относительно кривощипа брусе с двум  нат жными шкивами на нем происходит изменение и величины радиуса кривошипа за цикл, т. е. на основное движение накладываетс  дополнительное движение с удвоенной частотой . Измен   величину и сдвиг фаз этого движени  изменением рассто ни  между нат жными шкивами и наклоном бруса к кривошипу, представл етс  возможным качественно измен ть закон движени  подвески штанг в широких пределах и- получать в том числе трапециевидный характер изменени  скорости этой подвески при движении ее вверх с увеличением продолжительности этого полуцикла за счет сокращени  времени холостого хода. При свободном вращении относительно кривошипа бруса с двум  шкивами возможно получить (как и при одном шкиве на кривошипе) симметричный цикл движени  подвески штанг, близкий к гармоническому синусоидальному звену. Таким образом, за счет улучшени  кинематических показателей привода дол  статической (полезной) нагрузки в точке подвеса щтанг увеличиваетс , что позвол ет без увеличени  максимальной нагрузки на подвеску подн ть производительность посредством увеличени  площади поперечного сечени  плунжера или увеличить глубину откачки жидкости, а оставщийс  при этом резерв мощности редуктора по крут щему моменту, образованный более полной уравновешенностью привода, позвол ет увеличить обшую нагрузку на подвеску штанг или увеличить длину ее хода, что в свою очередь дополнительно увеличивает в первом случае производительность или глубину откачки жидкости, а во втором облегчает услови  работы штанг (уменьшить число обрывов ) за счет уменьшени  в единицу времени числа циклов. При этом энергетические затраты на единицу добываемой продукции снижаютс . При наличии на кривошипе двух нат жных шкивов, увеличива  длину хода точки подвеса штанг с одновременным приданием ей трапециевидного характера изменени  скорости при движении вверх, возможно увеличить производительность станка и снизить энергетические затраты на единицу добываемой продукции примерно на 10- 20%.

Фиг. 2.

Claims (4)

1. ПРИВОД СКВАЖИННОГО

ШТАНГОВОГО НАСОСА, содержащий размещенные на стойке редуктор с кривошипами на ведомом валу и направляющие шкивы с перкинутыми через них гибкими звеньями, один конец каждого из которых связан с подвеской колонны штанг, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и КПД, каждый кривошип снабжен по меньшей мере одним свободно вращающимся относительно своей оси натяжным шкивом, охваченным гибким звеном с V-образным расположением его ветви.

2. Привод по π. 1, отличающийся тем, что кривошип снабжен установленным на нем брусом, на котором расположен натяжной шкив.

3. Привод по π. 1, отличающийся тем, что брус жестко связан с кривошипом.

4. Привод по π. 1, отличающийся тем, что брус установлен на кривошипе с возможностью поворота.

Фиг. 1

О

СО ю

К >