SU989139A1 - Привод скважинной штанговой насосной установки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике дл  добычи нефти, в частности к приводу скважинных штанговых насосных установок и может быть использовано при пластовых жидкостей из нефт ных и других скважин.

Известен привод скважйнной штан-, говой насосной установки, содержащий фундаглент, несущую-мачту, расположенные на ее вершине реверсивный двигатель и два вращающихс  элемента с размещенными на них гибкими звень ми, концы которых шарнирно соединены с одной стороны с противовесом,- а с другой - с соосной скважине траверсой св занной с колонной насосных штанг.

Недостатками известного привода скважйнной штанговой установки  вл ютс  низка  надежность ввиду исполь- зовани  в ней четырех гибких звеньев и значительна  собственна  масса, св занна  с большими габаритными размерами вращающихс  элементов и вала, на котором они установлены. Кроме того, расположение траверсы и колонны насосных штанг с внешней стороны несущей мачты ведет к нагружению последней эксцентричной динамической нагрузкой, дл  воспри ти  которой несуща  мачта выполнена прочной и

жесткой, что определ ет и ее большую массу. Это, в свою очередь, способствуе т также увеличению размеров фундамента и его массы.

Цель-, изобретени  - повышение надежности , уменьшение массы привода и фундамента.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в приводе скважйнной штанговой

10 насосной установки, содержащем фундамент , несущую мачту, расположенные на ее вершине реверсивный двигатель и два вращающихс  элемента с размещенными на них гибкими звень ми,

15 концы которых шарнирно соединены с одной стороны с противовесом, а с другой - с соосной скважине траверсой , св занной с колонной насосных штанг, центры шарниров смещены отно20 сительно- вертикалей, касательных к рабочей поверхности вращак дйхс  элементов , а траверса св зана с реверсивный двигателем посредством несамотормоз щегос  винтового механизма, 25 размещенного внутри мачты, причем , вращакндиес  элементы и шарниры расположены симглетрично относительно оси скважины в совпадающей с ней плоскости, а противовес выполнен

Claims (3)

1. 30 рхватывсюнцим несущую мачту. Реверсивный двигатель выполнен с полым ротором, охватывающим винт винтового механизма. Кроме того, привод снабжен трубчатым сто ком, установленным.внутри несущей мачты, выполненной в виде трубы, с образованием кольцевой пол ти дл  смазки, а винт винтового механизма выполнен полым, охватывающи сто к. На фиг. 1 схематично представлен привод скважинной штанговой насосно установки, разрез; на фиг. 2 - сече ние А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сече ние Б-Б на-.фиг.. Привод скважинной штанговой насо ной установки состоит из реверсивно го двигател , например встроенного электродвигател  1, имеющего статор и полыйротор 3, соосно св занный с гайкой 4, например шариковинтовой несамотормоз щегос  винтового механ ма (не обозначен), охватывающий вин 5, взаимодействующий с упом нутой гайкой. Винт 5 зкестко и соосно прикреплен к соосной со скважиной траверсе 6, вращение которой стопоритс  направл ющими 7 посредством катков 8, имеющих . подилипники 9 , одетые на цапфы 10 траверсы. Направл ющие прикрепл-ены к несущей мачте 11 и па раллельны оси скважины. Траверса 6 посредством имеющих возможность кач ни  вокруг пальцев 12 шарниров 13 и гибких звеньев 14, перекинутых че рез вращающиес  элементы-шкивы 15, имеющие возможность свободно вращатьс  на ос х 16 св зана с притивове . сом 17, охватывающим несущую мачту 11, на котором установлен управл ющий элемент 18. Оси 16 св заны с не сущей мачтой 11 посредством кронште нов 19, причем центры шарниров 13 (пальцев 12) смещены относительно вертикалей, касательных к рабочей п верхности шкивов 15. Это обеспечивает изменение углов, образуемых между ветв ми гибких звеньев 14 и вертикал ми, проход щиг.-ш через указанные центры шарниров 13, при движении траверсы б (противовеса 17) . Шкивы 15 и центры шарниров 13 на кон цах гибких звеньев 14, а также саг/м гибкие звень  14 расположены в плоскости, с которой совпсщает ось скважины, причем шкивы 15, креп тдие гибкие звень  14 к траверсе б, и шар ниры 13,. креп щие гибкие звень  14 к противовесу 17, симметричны относи тельно оси сквансины. Такое расположение элементов привода обеспечивает симметричноераспределение усилий при выполнении противовеса. 17 симметричным относительно оси скважины и отсутствие эксцентричной нагрузки на несущую мачту 11. Несамотормоз ща с  гайка 4 вместе с полым ротором 3 установлена в под1уипниках 20 и соосна со скважиной вследствие соосности с винТом 5, который посредством штока 21, глуфты 22 и полированного штока . 23 св зан с колонной насосных штанг (не показана). Несуща  мачта 11 посредством пьедестала 24,внутри которого размещаетс  устьевой сальник 25, соосно установлена на обсадной колонне 26 скважины и имеет лапы 27 с катками 28, опирающимис  на рельсы 29, уложенные на фундаменте 30/ На боковой поверхности пьедестала 24 имеетс  вырез 31, обеспечивающий доступ к устьевог.1у сальнику 25 и пропускающий последний при смещении привода по рельсам 29. На несущей мачте 11 установлены датчики реверса 32, св занные с блоком управлени  33, двигател  1. Винтовой механизм защищен от дожд  трубчатым кожухом 34, установленными над двигателем. Дл  регулировани  уравновешивани  л на противовесе 17 уложен набор съемных .грузов 35. Несуща  мачта 11 выполнена в виде трубы и имеет кольцевое днище 36 с прикрепленным к нему трубчатым сто ком 37, размещенным в полости 38 винта 5 и образующим вместе с несущей мачтой 11 кольцевую полость 39, частично заполн емую смазочным материалом. Шкивы 15 частично вход т внутрь несущей мачты 11 через прорези 40, .выполненные вдоль ее образую дих, и прикрыты от дожд  и пыли козырьками 41. Таким образом, м.еханизм привода предохран етс  от атмосферных воздействий и обеспечиваетс  удержание смазочного материала . . Привод работает следующим образом. Полый ротор 3, взаимодейству  со статором 2, вращаетс  совместно с несамотормоз щейс  гайкой 4, сообщающей поступательное движение винту 5, вместе с которым движетс  траверса 6., катки 8 которой упираютс  в направл ющие 7 и кат тс  по ним, предохран   ходовой винт от вращени . Дви хущиес  вместе с траверсой 6 шарниры 13 передают это движение гибким звень м 14,.огибающим шкивы 15, вращающиес  на ос х 16 и вызывающим движение противовеса 17 в направлении, противоположном движению винта 5, св зэнного с колонной насосныхштанг и траверсой 6, В частности, при движении винта 5 (колонны насосных штанг и траверсы ) вниз, противовес 17 поднимаетс  . При достижении управл ющим элементом 18 положени , обеспечибающего срабатывание верхнего датчика реверса 32, управл ющий- сигнал, возникающий при срабатывании последнего, воздействует на блок управлени  33 и отключает питание двигател  1. По мере движени  угол между ветв ми гибких звеньев 14, св занныг/ш с притивовесом 17j увеличиваетс  и, соответ-. ственно, увеличиваетс  нат жение гиб ких звеньев. В то же врем , угол МЭЖДУ ветв гли гибких звеньев 14, св занными с траверсой б, уменьшаетс  и, соответственно, увеличиваетс  приложенна  к траверсе 6 вертикальна  равнодействующа  от нат жени  гибких звеньев - уравновешивающа  сила. Таким образом, по мере движени  винта 5 вниз уравновешивающа  сила увеличиваетс , что замедл ет, после отключени  питани  двигател , движение винта, продолжающеес  всдед ствие инерции движущихс  частей привода и колонны насосных штанг до полной остановки, после чего, вследствие избыточного уравновешивани , начинаетс  движение винта 5 вверх и соответствующее раскручивание несамотормоз щейс  гайки 4 с полыг/1 ротором 3. Затем, при взаимодействии управл ющего элемента 18 с верхним датчиком реверса 32, включаетс  питание двигател , причем направление вращени  его полого ротора 3 соответствует движению винта 5 вверх. По мере этого движени  угол между ветв ми гибких звеньев 14, св занными с противовесом 17, уменьшаетс  и, соответственно, уменьшаетс  нат жение гибких звеньев. В то же врем , УГОЛ между вeтв  ш гибких звеньев 14, св занными с траверсой б увеличиваетс  и, соответственно, уменьшаетс  уравновешивак ца  сила, что замедл ет до полной остановки движение винта 5, продолжающеес  вследствие инерции движущихс  частей привода и колонны насосных штанг, после отключени  питани  двигател  при взаимодействии управ-: т  ющего элемента 18 с нижним датчи. ком реверса 32. После этого, вслед-, ствие неполного уравновешивани  начинаетс  движение винта 5 вниз и соответствующее раскручивание несамб тормоз щейс  гайки 4 с полым ротором 3, а затем - запуск двигател  1 в направлении, соответствующем движе нию винта. Изменение углов между ветв ми гибких звеньев 14 без перегибов последних обеспечиваетс  шарнирами .13, совершающими качательное движение вокруг пальцев 12. В нижнем положении винта 5 его нижн   часть и траверса б с установленными на не элементами погружаютс  в смазку, котора  в верхнем положении винта 5 попадает на рабочие поверхности нес мотормоэ щейс  гайки 4, откуда разноситс  по всей длине винта и, стека  с него, смазывает подшипники 20 после чего возвращаетс  в полость 3 Изменение числа ходов осуществл  етс  путем изменени  числа оборотов двигател  1, а изменение длины хода сменными гибкими звень ми 14 и пере мещением датчиков реверса 32. При необходимости проведени  ремонтных работ на скважине , траверсу б привод т в крайнее возможное нижнее положение, при котором муфта 22 опускаетс  в полость пьедестала 24 и опираетс  на устьевой сальник 25, после .этого шток 21 отсоедин ют от муфты 22, а пьедестал 24 - от обсадной колонны 26, Привод, опирающийс  на катки 28, откатывают по рельсам 29 в сторону от скважины. При этом устьевой сальник 25 и муфта 22 проход т .через вырез 31 пьедестала, перемещающегос  вместе с приводом. Изобретение позвол ет значительно уменьшить массу привода,(уменьшитс  расход металла на его изготовление), облегчает транспортировку и уменьшает стоимость. Кроме того, фундамент привода выполн ет лишь вспомогательные функции, -а его размеры, масса и стоимость значительно ниже. Эти факторы, а также минимальна  присквйжинна  площадь, занимаема  опи- санным приводом и высокое расположение двигател , делают его применение особенно перспективным, в нефт ных районах, дл  которых характерны низкие несущие свойства грунтов, кустовое расположение скважин, при котором имеетс  минимум прискважинной площади и затопл емость местности. Привод имеет достаточно высокий КПД, несмотр  на реверсивный принцип работы двигател  вследствие того, что. предусмотрено накопление энергии движущихс  частей при торможении и использование ее в процессе реверса . Применение в приводе встроенного электродвигател  позвол ет осуществл ть его управление серийно выпускаемыми пусковыми тиристорными устройствами , обеспечивающими достаточно высокую надежность и долговечность . Формула изобретени  1. Привод скважинной штанговой насосной установки, содержащий фундамент , несущую мачту, расположенные на ее вершине реверсивный двигатель и два вращагадихс  элемента с размещенными на них гибкими звень ми, концы которых шарнирно соединены с одной стороны с противовесом, а с другой - с соосной скважине траверсой, св занной с колонной насосных штанг, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, уменьшени  массы привода и фундамента, центры шарниров смещены относительно вертикалей, касательных к рабочей поверхности вращающихс  элементов, а траверса св зана с реверсивным двигателем посредством несамотормоз щегос  винтового механизма, размещенного внутри мачты, причем вращающиес  элементы и шарниры расположены симметрично относительно осискважины в совпадающей , с ней плоскости, а. противовес выполнен охватывающим несущую мачту.
2. 2. Привод ПОП.1, отличающий с   тем, что реверсивный двигатель выполнен с полым ротором, охватывающим винт винтового механизма .
3. 3. Привод по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что он снабжен трубчатым сто ком, установленным внутри несущей мачты, выполненной в виде.,с образованием кольцевой полости дл  смазки, а винт механизма выполнен полым, охватывающим сто к .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1. Патент США № 3595117, кл. 74-89 22, 1973.